PL230381B1 - Lina okrągła stalowo-gumowa, okrągłosplotkowa, jedno lub wielowarstwowa, współzwita lub przeciwzwita - Google Patents

Abstract

Lina okrągła stalowo - gumowa, okrągłosplotkowa, jedno lub wielowarstwowa, współzwita lub przeciwzwita, charakteryzuje się tym, że rdzeń liny (1) wykonany jest z gumy, zaś przestrzenie pomiędzy splotkami z drutów stalowych (2) wypełnione są gumą w postaci wałków gumowych (3) i/lub zwulkanizowane w gumie. Stosunek średnicy gumowego rdzenia (1) do średnic stalowych splotek (2) oraz średnich wałków gumowych (3) jest większy od 0,2.

Description

Przedmiotem wynalazku jest lina okrągła stalowo-gumowa, okrągłosplotkowa, jedno lub wielowarstwowa, współzwita lub przeciwzwita, charakteryzująca się zwiększoną podatnością na wydłużanie, do zastosowania zwłaszcza jako bariery ochronne na drogach i autostradach, w barierach zabezpieczających w budownictwie, w obiektach sportowych, basenach pływackich, szlakach turystycznych, na cumy i wszelkiego typu hole samochodowe i okrętowe, zabezpieczenia asekuracyjne itp.

W stanie techniki znane są liny stalowe tzw. autostradowe wykonane jedynie z trzech splotek stalowych bez rdzenia. Taka konstrukcja liny zmniejsza znacząco koszt jej produkcji. Ma ona jednak nieznaczną podatność na wydłużanie i w związku z tym, iż same liny nie mogą pochłaniać energii uderzenia, elementami wykonującymi to zadanie muszą być specjalne urządzenia kotwiczące. Będąc spleciona jedynie z trzech splotek, w chwili kontaktu z elementami pojazdu lub ciałem człowieka, lina zachowuje się jak piła powodując rozległe uszkodzenia.

Znane dotychczas, najczęściej stosowane w technice liny stalowe okrągłe, okrągłosplotkowe, współzwite lub przeciwzwite składają się zazwyczaj, z co najmniej sześciu okrągłych splotek oraz rdzenia. Rdzeń liny może być włókienny lub stalowy. Pełni on w linie rolę podpory dla splotek i jest jednocześnie zbiornikiem smaru. Rdzeń odpowiada również za właściwy kształt liny. Rdzenie włókienne mogą być wykonane z włókien roślinnych, sizalowych lub bawełnianych oraz z włókien sztucznych polipropylenowych. Przy zastosowaniu takich rdzeni lina wykazuje nieznaczną podatność na wydłużanie pod wpływem siły obciążającej, co jednak w tych rozwiązaniach uważane jest za wadę. Natomiast rdzenie stalowe najczęściej wykonane są w postaci liny konstrukcji 7x7, rzadziej w postaci splotu tej samej konstrukcji, co sploty liny. Rdzenie stalowe w porównaniu z rdzeniami włókiennymi zapewniają większą odporność liny na naciski poprzeczne, większą odporność na działanie temperatury, większą siłę zrywającą i małą podatność na wydłużanie. W linach takiej konstrukcji splotki stalowe wzajemnie się stykają powodując duży współczynnik wypełnienia przekroju liny metalem, który określa jej zwartość. Współczynnik ten można dodatkowo podwyższyć przez kowarkowanie lub młotkowanie liny. Podwyższony współczynnik wypełnienia przekroju metalem oprócz zwiększenia wielu cech fizyko-chemicznych znacząco zmniejsza, w tym przypadku korzystnie, podatność liny.

Przy stosowaniu jako bariery ochronne zwykłych niepodatnych lin stalowych, w chwili uderzenia rozpędzonego pojazdu, liny przenoszą na urządzenia kotwiczące całość energii kinetycznej. Przy ruszaniu zestawu z użyciem niepodatnego holu z typowej liny stalowej, może dochodzić do gwałtownego szarpnięcia mogącego zerwać hol lub uszkodzić konstrukcję pojazdu lub statku.

Wady tej pozbawione są hole wykonane z tworzyw organicznych, lecz mają one znacząco mniejszą siłę zrywającą, co ogranicza ich zastosowanie do holowania dużych ciężkich obiektów, czy na bariery ochronne. Przy zastosowaniu lin stalowych dotychczasowej konstrukcji na cumy, dochodzi do ich częstego luzowania spowodowanego falowaniem na akwenach portowych.

Z polskiego opisu patentowego nr 100 479 znany jest układ wyrównawczy urządzeń wyciągowych, który charakteryzuje się tym, że ma cztery do dwunastu lin stalowych dwuzwitych na przemian lewo i prawozwitych, ułożonych w jednej lub dwu płaszczyznach, zamocowanych do zawiesi, natomiast wzajemne odległości tych lin stabilizowane są wkładkami oraz warstwą gumy o dużej przyczepności, na którą nałożona jest warstwa gumy antystatycznej. Zaś pomiędzy zewnętrznymi powierzchniami gumy, w miejscu ich wzajemnego styku w zaciskach zawiesia, włożona jest metalowa siatka.

Z polskiego opisu patentowego nr 145595 znana jest płaska lina wyrównawcza stalowo-gumowa, która w środku przekroju poprzecznego w określonej stałej odległości, wzdłuż długości liny ma zawulkanizowane elementy kalibrujące, wykonane z materiału ferromagnetycznego.

Z polskiego opisu patentowego nr 180317 znana jest płaska lina wyrównawcza stalowo-gumowa, która składa się z lin stalowych prawo i lewozwitych, zawulkanizowanych w gumie, przy czym liny zawulkanizowane w mieszance gumowej o dużym współczynniku przyczepności stykają się ze sobą na całej swojej długości, natomiast zewnętrzną warstwę liny stanowi mieszanka gumowa trudnozapalna.

Znana jest także z polskiego opisu patentowego nr 180299 płaska lina stalowo-gumowa, która oprócz lin stalowych posiada na całej długości liny stalowe małej średnicy.

Zarówno opisane wyżej rozwiązania jak również znane z opisów patentowych brytyjskiego nr 2027553, francuskiego nr 2583915, niemieckich o numerach 827666, 2114278, 3511222 nie uwzględniają w szczególności istoty zrównoważenia sił odkrętności. W większości dotychczasowych znanych rozwiązaniach, w płaskich linach stalowo-gumowych przy dużych długościach lin, na skutek

PL 230 381 Β1 działania sił odkrętności lin stalowych lewo i prawozwitych, występuje niezrównoważony moment skręcający. Ma to szczególne niekorzystne znaczenie przy pracy liny w szybach górniczych. Ponadto płaskie liny stalowo-gumowe posiadają w odróżnieniu od proponowanego rozwiązania, bardzo małą podatność, gdyż byłoby to niekorzystne z uwagi na ich miejsce stosowania.

Celem wynalazku jest opracowanie takiej konstrukcji okrągłej liny stalowo-gumowej, w której poprzez różnicowanie w szerokim zakresie stosunków składnika stalowego i elastycznego (gumy), można będzie osiągać różne zdolności pochłaniania energii wyzwalanej przy obciążaniu liny, uzyskiwać różne strzałki wydłużenia oraz różnicowanie jej ciężaru właściwego. Ponadto celem rozwiązania według wynalazku jest dostarczenie liny o konstrukcji umożliwiającej dużo większe pochłanianie energii niż konstrukcje znane dotychczas, przy równocześnie znacząco większej sile zrywającej.

Według wynalazku, lina okrągła stalowo-gumowa, okrągłosplotkowa, jedno lub wielowarstwowa, współzwita lub przeciwzwita, składająca się z co najmniej trzech splotek stalowych oraz rdzenia, charakteryzuje się tym, że rdzeń liny wykonany jest z gumy, zaś przestrzenie pomiędzy splotkami z drutów stalowych wypełnione są gumą w postaci wałków gumowych i/lub zwulkanizowane w gumie.

Korzystnie jest, gdy lina pokryta jest warstwą okładkową gumy tworzącej płaszcz wiążący i chroniący linę przed uszkodzeniami mechanicznymi, termicznymi oraz wpływami środowiska, i dodatkowo wzmocniona jest siatką stalową.

Równie korzystnie, lina okrągła stalowo-gumowa charakteryzuje się tym, że stosunek średnicy gumowego rdzenia do średnic stalowych splotek pierwszej warstwy, jak również do średnic gumowych wałków, jest większy od 0,2 i zapewnia powstanie pomiędzy splotkami przestrzeni, które wypełnione są gumą lub innym elastycznym tworzywem. Zjawisko pochłaniania energii zaczyna występować już przy stosunku średnicy gumowego rdzenia do średnicy stalowych splotek pierwszej warstwy większym od 0,2. Warunek ten zapewnia powstanie pomiędzy splotkami przestrzeni umożliwiającej wypełnienie gumą.

Przy małym wypełnieniu liny składnikiem stalowym możliwe będzie uzyskanie pływalności w wodzie. Może to być szczególnie korzystne przy zastosowaniu np. na liny rozdzielające w basenach pływackich cumach czy linach holowniczych.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest wyjątkowa zdolność do pochłaniania energii wynikająca z tego, iż w rozwiązaniu według wynalazku, w chwili obciążania liny stalowo-gumowej powstają składowe styczne i promieniowe siły obciążającej, które dążąc do zmniejszenia średnicy liny, zgniatają gumowy rdzeń i wypełnienia gumowe znajdujące się pomiędzy splotkami. Pochłanianie energii odbywa się dzięki naturalnej własności tłumiącej gumy czy innego zastosowanego w konstrukcji liny tworzywa o właściwościach podobnych do gumy.

Według wynalazku, wielkość podatności, a przez to zmianę zdolności pochłaniania energii, osiąga się dzięki możliwości różnicowania stosunku składnika gumowego i stalowego, a zwłaszcza parametrów fizyko-chemicznych zastosowanego rdzenia.

Na kształtowanie własności liny można wpływać również poprzez zmianę skoku zwicia liny, gdyż ma on wpływ na wielkość składowych zgniatających od siły obciążającej.

Zastosowanie co najmniej dwóch warstw splotek o przeciwnych kierunkach zwicia, zapewnia linie nieodkrętność. Zewnętrzna warstwa okładkowa chroniąc linę, także ogranicza możliwość uszkodzenia ciała człowieka czy nadwozia pojazdów w chwili ich kontaktu przy uderzeniu w barierę ochronną wykonaną z lin wg. rozwiązania.

Według wynalazku, w celu powiększenia wytrzymałości warstwy okładkowej można ją wzmocnić siatką lub oplotem stalowym. Zwiększenie stabilności konstrukcji liny można uzyskać przez natryskiwanie kleju wiążącego w chwili jej składania. Duży współczynnik tarcia występujący pomiędzy warstwą okładkową liny a materiałem nadwozia wraz z intensywnym pochłanianiem energii, zmniejszy zjawisko odbijania się pojazdów i odrzucania ich na sąsiedni pas ruchu. W takiej sytuacji moment od siły hamującej będzie działał przeciwnie do momentu wywołanego składową siły reakcji bariery ochronnej znosząc się wzajemnie. Dodatkowo wystąpi stosunkowo łagodne wyhamowywanie stykającego się z barierą pojazdu dzięki dużemu współczynnikowi tarcia. Przy zastosowaniu liny na cumy, nie będzie występować zjawisko luzowania się cum, dzięki korzystnej sprężystości lin wg. rozwiązania. Ostateczna konstrukcja liny dobierana jest jej przeznaczenia, głównie z uwagi na zapotrzebowanie na jej zdolność pochłaniania energii i siłę zrywającą.

Przedmiot wynalazku w nieograniczających przykładach wykonania przedstawiony został na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia linę w pierwszym przykładzie wykonania, fig. 2 przedstawia linę

PL 230 381 Β1 w drugim przykładzie wykonania, fig. 3 przedstawia linę w trzecim przykładzie wykonania, fig. 4 przedstawia linę w czwartym przykładzie wykonania oraz fig. 5 przedstawia linę w piątym przykładzie wykonania.

Przykład 1

Lina okrągła stalowo-gumowa jednowarstwowa, składa się z rdzenia gumowego 1, trzech splotek stalowych 2 i oraz trzech wałków gumowych 3 wypełniających przestrzenie pomiędzy splotkami stalowymi 2. Dodatkowo, warstwę okładkową 4 stanowi gumowy płaszcz wiążący z gumy tworzącej płaszcz wiążący i chroniący linę przed uszkodzeniami mechanicznymi, termicznymi oraz wpływami środowiska, a całość liny wzmocniona jest siatką stalową 5.

Przykład 2

Lina okrągła stalowo-gumowa jednowarstwowa, składa się z rdzenia gumowego 1, trzech splotek stalowych 2 i oraz trzech wałków gumowych 3 wypełniających przestrzenie pomiędzy splotkami. W końcowej fazie składania liny całość jest zawulkanizowana w gumie 6.

Przykład 3

Lina okrągła stalowo-gumowa jednowarstwowa, składa się okrągłego rdzenia gumowego 1 oraz trzech splotek stalowych 2. Przestrzenie między rdzeniem 1 i splotkami stalowymi 2 są zwulkanizowane w gumie 6.

Przykład 4

Lina okrągła stalowo-gumowa dwuwarstwowa, w której warstwa wewnętrzna składa się z rdzenia 1 oraz trzech splotek stalowych 2L zwitych w lewo, zaś warstwa zewnętrzna składa się z trzech splotek stalowych 2P zwitych w prawo. Przestrzenie między rdzeniem 1 i splotkami stalowymi 2L w wewnętrznej warstwie oraz między splotkami stalowymi 2P w drugiej warstwie są zwulkanizowane w gumie 6.

W każdym z przedstawionych przykładów, stosunek średnicy rdzenia 1 do średnic splotek 2 oraz średnic wałków gumowych 3 są większe od 0,2.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Lina okrągła stalowo-gumowa, okrągłosplotkowa, jedno lub wielowarstwowa, współzwita lub przeciwzwita, składająca się z co najmniej trzech splotek stalowych oraz rdzenia, znamienna tym, że rdzeń liny (1) wykonany jest z gumy, zaś przestrzenie pomiędzy splotkami z drutów stalowych (2) wypełnione są gumą w postaci wałków gumowych (3) i/lub zwulkanizowane w gumie (6).
2. 2. Lina okrągła stalowo-gumowa według zastrz. 1, znamienna tym, że pokryta jest warstwą okładkową (4) i wzmocniona siatką stalową (5).
3. 3. Lina okrągła stalowo-gumowa wg. zastrzeżenia 1, znamienna tym, że stosunek średnicy gumowego rdzenia (1) do średnic stalowych splotek (2) oraz średnic wałków gumowych (3) jest większy od 0,2.