NO317522B1 - Ommantlet kunstfibertau - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et ommantlet kunstfibertau, fortrinnsvis av aromatisk polyamid, ifølge innledningen av krav 1, og en fremgangsmåte for fremstilling av dette ifølge innledningen av krav 5.

Innen transportteknikken, spesielt ved heiser, krandrift og i bergverksdrift, er løpende tau et viktig sterkt belastet maskinelement. Spesielt mangfoldig er belastningen på drevne tau eller tau som styres over tauruller, slik de f.eks. anvendes ved heisanlegg og ved passasjertaubaner. Det kreves store taulengder, og av energetiske grunner foreligger det krav om mest mulig små masser. Høyfaste kunstfibertau, f.eks. av aromatiske polyamider eller arami-der med høygradig orienterte molekylkjeder, oppfyller disse krav bedre enn ståltau.

Et slik ommantlet kunstfibertau er kjent fra søkerens EP

0 672 781 Al. Der er kunststoffommantlingen slik anbragt ved trykksprøytemetoden at det dannes en stor holdeflate mot kordelene. Først og fremst gjennomfører kordelene under bestemte betingelser utligningsbevegelser ved tauets bøyning på tauskiven eller en taurulle, noe som vil kunne føre til relative bevegelser av kordelene i forskjellige kordellag. Disse bevegelser er størst i de ytterste kordellag og vil, spesielt når drivmomentet under friksjons-låsning preges på tauet via det aktuelle taumantelparti som via ombøyningsvinkelen ligger an mot tauskiven, føre til at ommantlingene hever seg for tidlig og danner oppstukninger. En slik endring av tauoppbygningen er uønsket idet den vil kunne føre til kortere levetid av tauet. Det samme gjelder for tau som er viklet opp på tromler, slik de anvendes ved heisdrift.

W0-A1 98/16681 og NO 310042 beskriver kunstfibertau til heiser. Tauene er kunstfibertau med en omhylling av for eksempel polyuretan. Omhyllingen eller deler av det ytre kordellag er i motsetning til foreliggende oppfinnelse ikke sveiset etset eller vulkanisert til ommantlingen.

US 4.299.884 vedrører en tekstil tråd omfattende en kjerne av parallelle tråder som er omslått av en tråd viklet i spiral. Kjernen er i det minste delvis forbundet ved varme-forsegling til omslaget. Tråden omfatter i motsetning til foreliggende oppfinnelse tekstilmaterialer og teknikken er ikke forenelig med anvendelsesområdet til foreliggende oppfinnelse .

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å tilveie-bringe et ommantlet kunstfibertau med lang levetid, samt en fremgangsmåte for fremstilling av et slikt kunstfibertau.

Ifølge oppfinnelsen er denne oppgave løst ved et kunstfibertau med de trekk som er angitt i krav 1. En fremgangsmåte for fremstilling av kunstfibertauet ifølge oppfinnelsen er angitt i krav 7 og 8.

De fordeler som oppnås ifølge oppfinnelsen består i en solid forankring av ommantlingen til det ytterste kordellag. I tillegg til den hittil anvendte heftende forbindelse med en størst mulig kontaktflate av det ytterste kordellag, er ommantlingen ifølge oppfinnelsen forbundet med forankringsmidler, som via den strukturelle oppbygning er forankret i det ytterste kordellag. Bindekraften mellom ommantlingen og forankringsmidlene tilsvarer, spesielt ved en befestigelse i ett stykke, forankringsmidlenes material-styrke og overstiger dermed vanlige holdekrefter med det mangedobbelte. Er forankringsmidlene formtilpasset forbundet med det ytterste kordellag, er en løsning av ommantlingen bare mulig under beskadigelse av aramidfiberkordelene.

Som ytterligere fordel ved innheftningen av forankringsmidlene i taustrukturen av det ytre kordellag, kombinert med befestigelsen i ett stykke, f.eks. ved klebning, til ommantlingen, følger forankringsmidlene bevegelsen hhv. de-formasjonen av det ytterste kordellag når tauet løper over drivskiven. Ved tilsvarende valg av et materiale med egnet elastisk deformasjonsevne, vil de krefter som virker i ara-midf iberlaget og de krefter som virker på grunn av bøyebe-lastningen i ommantlingen kunne utligne hverandre gjensidig, hvorved relative bevegelser mellom ommantling og kordellag forhindres.

Ved videreutvikling av oppfinnelsen er forankringsmidlene og ommantlingen utformet av sveis- eller vulkaniserbare materialer. Dette materialvalg muliggjør en sammenbinding av forankringsmidlene og ommantlingen uten ytterligere bin-demidler. Samtidig er sammenføyningen varig, oppviser samme materialegenskaper som sammenføyningspartneren selv, og vil kunne måle seg med en utførelse i ett stykke av forankringsmidler og ommantling. Spesielt homogen viser sam-menføyningen seg hvis forankringsmidlene og ommantlingen er utført av identisk materiale. De enhetlige materialpara-metre som derved foreligger forenkler en sammenbinding med ensartet molekylær forbindelse av de deler som skal sammen-føyes .

Foruten de funksjonelle fordeler som oppnås ved oppfinnelsen, viser fremstillingen av ommantlede kunstfibertau ifølge oppfinnelsen seg enkel og kan gjennomføres med mini-mal tilpasning av tradisjonelle tauslagningsmaskiner. På et tauindre fremstilt på vanlig måte, blir det i det ytre kordellag slått bærende fiberkordeler sammen med forankringsmidler. Disse blir da termisk eller kjemisk forbe-handlet før kunststoffmantelen bringes på og inngår dermed molekylær forbindelse med forankringsmidlene. Bortsett fra justeringsarbeider, vil det ved vanlige tauslagningsmaskiner være tilstrekkelig å supplere dem med en forbehandlingsstasjon.

Blir forankringsmidlene og ommantlingen sveiset sammen, må det hovedsakelig anordnes en oppvarmningsanordning for oppvarmning av forankringsmidlene, slik at det ved ekstruderingen av ommantlingen finner sted en varig sammensmeltning av dekkmantelen og forankringsmidlene.

Ved en ytterligere foretrukken fremgangsmåtevariant skal ommantlingen vulkaniseres på det ytterste kordellag. Ved denne utførelse blir et substrat bragt på forankringsmidlene ved hjelp av en egnet forbehandlingsstasjon, hvilket substrat etser disse og således forbereder dem for en molekylær fornetting med den ekstruderte ommantling.

Ved en foretrukken utførelsesform er forankringsmidlene ut-ført som én eller flere forankringskordeler, som sammen med bærende aramidfiberkordeler er slått sammen med det ytterste kordellag. Ved den skruelinjeformede sammentvinning av kordelene oppnås det allerede ved hjelp av den tvinnede tauoppbygning på enkel måte en formbetinget forbindelse av forankringskordelene i det ytterste kordellag. Forank-ringen av ommantlingen vil kunne innstilles ved hjelp av antallet av forankringskordeler som er slått med i det ytterste kordellag. En spesielt god formlåsing oppnås ved denne utførelsesform når forankringskordelene har mindre diameter enn de bærende aramidfiberkordeler. I omkretsretningen blir hver forankringskordel innklemt mellom to ara-midf iberkordeler med større diameter og derved forankret i kordellaget. Forhåndsfremstilte forankringskordeler vil sammen med aramidfiberkordelene kunne bearbeides av samme tauslagningsmaskin.

Forankringsmidlene vil videre kunne være utført i form av forankringstråder som er tvunnet og fiksert sammen med aramidtråder til bærende kordeler for det ytterste kordellag. Forankringstrådene er anordnet i kordelenes ytterste tråd-lag og blir igjen forbundet i ett stykke med den senere på-ekstruderte ommantling. Med en flerhet slike forankringstråder oppnås en stor total forbindelsesflate mellom ommantling og dennes forankring, noe som forsterker forbin-delsen og også øker tauets levetid. Videre vil de tynne forankringstråder i løpet av kort tid kunne oppvarmes med forholdsvis lite energiforbruk, hvorfor denne utførelses-form byr på fordeler ved kontinuerlig påekstrudering av taumantelen.

Ved f.eks. heisanlegg, byr kunstfibertauet ifølge oppfinnelsen på fordeler, hvor det forbinder kabinrammen av en kabin som føres i en heissjakt med en motvekt. For å heve og senke kabinen og motvekten løper tauet over en drivskive som drives av en drivmotor. Ved løp over drivskiven finner det ved kunstfibertauet ifølge oppfinnelsen ikke sted noen relativ bevegelse mellom taumantelen og kunstfibertauet.

Ytterligere enkeltheter ved oppfinnelsen skal beskrives nærmere ved tre utførelseseksempler på oppfinnelsen under henvisning til de vedføyde tegninger, hvor

Fig. 1 er et perspektivriss av et første utførelseseksempel på drivtauet med forankringskordeler ifølge oppfinnelsen, Fig. 2 viser tverrsnitt av et andre utførelseseksempel på drivtauet ifølge oppfinnelsen, med omhylling av kordelene, og Fig. 3 viser tverrsnitt av et tredje utførelseseksempel på oppfinnelsen, med forankringstråder. Fig. 1 viser et første utførelseseksempel på et ommantlet tau 1 ifølge oppfinnelsen. Tauet 1 er bygget opp av en kjernekordel 2 om hvilken det i en første slagningsretning 3 er skruelinjeformet lagt fem like kordeler 4 av et første kordellag 5, hvormed ti kordeler 4, 6 av et andre kordellag 7 er slått ved parallellslagning under et avveiet forhold mellom fiber- og kordelslagtvinning. Antallet av slåtte kordeler 4 vil kunne velges forskjellig i overensstemmelse med de aktuelle krav, og er ikke fastlagt til antallet i dette utførelseseksempel. De bærende kordeler 2, 4, 6, 9 av tauet 1 tvinnes eller slås av enkle aramidtråder og be-handles med et impregneringsmiddel, f.eks. polyuretanopp-løsning, som beskytter aramidtrådene.

Taukjernen 8 omgis av en mellommantel 12 av polyuretan eller polyester, på hvilken det er slått et dekkordellag 11. Mellommantelen 12 blir ekstrudert på taukjernen 8 umiddelbart før slagningen av dekkordellaget 11. Den for-hindrer kontakt mellom dekkordellaget 11 og det andre kordellag 7, og dermed slitasje på kordelene 4, 6 og 9 ved gjensidig gnidning av disse mot hverandre ved tauets 1 løp over drivskiven og den derved opptredende relative bevegelse mellom kordelene 4, 6, 9. Dessuten bevirker mellommantelen 12 den indre momentoverføring mellom taukjerne 8 og dekkordellag 11.

Dekkordellaget er slått i en andre slagningsretning 10 motsatt den første slagningsretning 3. Under langsgående be-lastning av tauet 1 bygger det opp et dreiemoment som er rettet motsatt den parallellslåtte taukjernes 8 dreiemoment .

En taumantel 14 av polyuretan omhyller dekkordellaget 11 og sikrer den ønskede friksjonsverdi mot drivskiven. Videre er polyuretanet så slitefast at det ikke opptrer skader under tauets 1 løp over drivskiven. Taumantelen 14 er forbundet med forankringskordeler 13 av polyuretan til ett stykke, f.eks. ved sveising, vulkanisering eller klebning. F.eks. er her ni av disse polyuretankordeler 13, som hver ligger mellom to tilstøtende aramidfibre 9, slått avveks-lende sammen med ni aramidfiberkordeler 9 til dekkordellaget 11.

På fig. 1 er aramidfiberkordelene 9 og polyuretankordelene 13 visst like tykke, men formtilpasningen av polyuretankordelene 13 til dekkordellaget 11 vil imidlertid kunne for-bedres ytterligere hvis polyuretankordelene 13 er tynnere enn aramidfiberkordelene 9. De tynnere polyuretankordeler 13 blir i omkretsretningen klemt inn mellom de tilgrensende aramidfiberkordeler 9 med større diameter og dermed trykket ned i radial retning mot mellommantelen 12.

Taumantelen 14 blir ekstrudert på dekkordellaget 11 i gjen-nomløp. Ved trykksprøyteprosessen blir det flytende kunst-stoffmateriale trykket inn i samtlige mellomrom i dekkkor-dellagets overflate, slik at det dannes en stor heftflate. Før ekstruderingen av taumantelen 14 blir polyuretankordelene 13 oppvarmet til smeltetemperatur, slik at taumantelen 14 og polyuretankordelen 13 blir sveiset sammen ved ekstruderingen. Den derved tilveiebragte varige forbindelse i ett stykke gir taumantelen 14 en varig befestigelse til det høyfaste tau 1 ved hjelp av den forbedrede formbetingede forbindelse mellom polyuretankordelene og dekklaget 11.

Taumantelen 14 vil også kunne ekstruderes i to sjikt. Den ovenstående beskrivelse når det gjelder det først anbragte mantelskikt vil da være identisk for det andre sjikt.

Fig. 2 viser tverrsnitt av et andre utførelseseksempel på et ommantlet tau 20 ifølge oppfinnelsen. Taukjernen 21 og den fast til denne heftende mellommantel 22 tilsvarer med hensyn til funksjon og oppbygning tilsvarende deler i det tidligere beskrevne første utførelseseksempel. På taumantelen 22 er det slått et dekkordellag 23 av sytten aramidfiberkordeler 24. Hver enkelt aramidfiberkodel 24 er for-synt med en separat, rundtgående lukket omhylling 25 av polyuretan. Det for så vidt beskrevne aramidfibertau 20 er omhyllet av en taumantel 26. Taumantelen 26 består, på samme måte som aramidkordelenes 24 omhylling 25, av termo-plastisk formbart polyuretan, og er materialmessig sveiset sammen til ett stykke med dekkordellaget 23 langs den aktuelle ytre overflate av omhyllingen 25. Ved hjelp av disse varige molekylære forbindelser, er taumantelen 26 forbundet formtilpasset med aramidfibertauet 20. Også ved dette ut-førelseseksempel blir først forankringsmidler i form av om-hylningen 25 forankret formtilpasset til taukonstruksjonen, og umiddelbart før ekstruderingen av taumantelen 2 6 varig forbundet med taumantelen 26 ved oppvarmning, klebning eller etsning hhv. vulkanisering.

På fig. 3 er det som et tredje utførelseseksempel på oppfinnelsen vist et aramidfibertau 30. Tauoppbygningen 31, mellommantelen 32 som omgir denne, og antall kordeler 33 i dekkordellaget 34, er igjen tilsvarende de to ovenfor beskrevne utførelseseksempler. En taumantel 37 omgir dekk-kordellaget 34 som den er formtilpasset forbundet med. Polyuretanfibrene 35 er anordnet i det ytterste fiberlag, dvs. på kordelenes 33 mantelytterflate. Fordi kordelene 33 er viklet skruelinjeformig rundt mellommantelen 32, er det sikret at polyuretanfibrene 35, i det minste partivis, kom-mer til å ligge på den overflate som grenser til taumantelen 37. Polyuretanfibrene 35 oppvarmes like før ekstruderingen av taumantelen 37 og smelter sammen med den tett på-pressede taumantel 37. Som bestanddel av kordelen 33 er polyuretantrådene 35 forbundet formtilpasset med kordel-strukturen og dekkordellaget 34. Følgelig er også den i ett stykke med polyuretantrådene 35 forbundne taumantel 37 via en flerhet av slike polyuretantråder 35 forankret for-tilpasset og varig til aramidfibertauet 30 ved hjelp av disse. De beskrevne utførelseseksempler på oppfinnelsen vil videre kunne kombineres med hverandre for målrettet å gjennomføre en ønsket fiksering av mantelen.

Foruten anvendelsen som bæreorgan ved heisanlegg, vil man kunne anvende tauet ved de forskjelligste anlegg innen transportteknikken, f.eks. sjakttransportanlegg innen bergverksdrift, lastekraner, som bygge-, hall- eller skips-kraner, taubaner og skiheiser, samt som trekkmiddel ved rulletrapper. Driften vil kunne gjennomføres så vel ved hjelp av friksjonsforbindelse via drivskiver eller Koepe-skiver, som ved hjelp av dreiende tautromler som tauet vik-les opp på. Ved transporttau skal forstås et løpende, dre-vet tau som leilighetsvis også betegnes som trekk- eller bæretau.

Claims (8)

1. Kunstfibertau bestående av med hverandre slåtte, bærende og i flere lag anordnede kunstfiberkordeler (2, 4, 6, 9, 24, 33), med en ommantling (14, 26, 37) som er forbundet med og omslutter et ytterste kordellag (11, 23, 34), karakterisert ved at det ytterste kordellag (11, 23, 34) oppviser forankringsmidler av sveisbart, vulkaniserbart eller etsbart materiale, hvilke forankringsmidler (13, 25, 35) består av tråder eller kordeler som er fast forbundet med ommantlingen (14, 26, 37) ved sveising, vulkanisering eller etsing.

2. Kunstfibertau ifølge krav 1, karakterisert ved at forankringsmidlene (13, 25, 35) og ommantlingen (14, 26, 37) er forbundet med hverandre til ett stykke.

3. Kunstfibertau ifølge et av kravene 1 eller 2, karakterisert ved at forankringsmidlene (13, 25, 35) er f omsluttende forbundet med det ytterste kordellag (11, 23, 34).

4. Kunstfibertau ifølge krav 1 eller 3, karakterisert ved at forankringsmidlene er utformet med i det minste én forankringskordel (13) som er slått sammen med bærende kunstfiberkordeler (9) i det ytterste kordellag (11).

5. Kunstfibertau ifølge krav 1 eller 3, karakterisert ved at forankringsmidlene er utformet som en ommantling (25) som omgir i det minste én kunstfiberkordel (24) i det ytterste kordellag (23).

6. Kunstfibertau ifølge krav 1 eller 3, karakterisert ved at forankringsmidlene er utformet som i det minste én forankringsfiber (35) som i det ytterste kordellag (34) er slått sammen med aramidfibre til bærende kunstfiberkordeler (33), hvor forankringsfib-rene (35) er anordnet i det minste avsnittsvis på den overflate som grenser til ommantlingen (37).

7. Fremgangsmåte for fremstilling av et kunstfibertau bestående av med hverandre slåtte, bærende og i flere lag anordnede kunstfiberkordeler (2, 4, 6, 9, 24, 31, 33) med en ommantling (14, 26, 37) som er forbundet med og omslutter et ytterste kordellag (11, 23, 34), karakterisert ved at kordeler (33) som inneholder forankringsmidler (35), eller kordeler (24) som er ommantlet med forankringsmidler (25), eller kordeler (13) som består utelukkende av forankringsmidler, slås sammen med kunstfiberkordeler (2, 4, 6, 9, 31), at forankringsmidlene (13, 25, 35) oppvarmes, og at ommantlingen (14, 26, 37) ekstruderes på, hvorved det ved sammensmeltning eller sammensveising dannes en varig forbindelse mellom de oppvarmede forankringsmidler (13, 25, 35) og den ekstruderte ommantling (14, 26, 37).

8. Fremgangsmåte for fremstilling av et kunstfibertau bestående av med hverandre slåtte, bærende og i flere lag anordnede kunstfiberkordeler (2, 4, 6, 9, 24, 31, 33) med en ommantling (14, 26, 37) som er forbundet med og omslutter et ytterste kordellag (11, 23, 34), karakterisert ved at kordeler (33) som inneholder forankringsmidler (35), eller kordeler (24) som er ommantlet med forankringsmidler (25), eller kordeler (13) som består utelukkende av forankringsmidler, slås sammen med kunstfiberkordeler (2, 4, 6, 9, 31), at forankringsmidlene (13, 25, 35) etses, at ommantlingen (14, 26, 37) ekstruderes på og de etsede forankringsmidler (13, 35) og den ekstruderte ommantling (14, 26, 37) vulkaniseres, hvorved det skjer en varig forbindelse mellom forankringsmidler (13, 25, 35) og ommantling (14, 26, 37).