NO793420L

NO793420L - ROPE OF SYNTHETIC FIBERS.

Info

Publication number: NO793420L
Application number: NO793420A
Authority: NO
Inventors: Roland Verreet
Original assignee: Saar Gmbh Drahtseilwerk
Priority date: 1978-12-13
Filing date: 1979-10-25
Publication date: 1980-06-16
Also published as: PT70453A; IT1126501B; FR2468684A1; BE880279A; IT7927910A0; ES246896Y; GB2036825A; SE7910232L; BR7908024A; DE2853661C2; GR74098B; FR2468684B1; NL7908898A; AT367112B; DE2853661A1; CH643901A5; GB2036825B; ATA731279A; ES246896U; DK471679A

Description

Oppfinnelsen gjelder et kun st fibertau av aromatisk polyamid, særlig poly-p-fenylentereftalamid, med elementer som er slått til reip omkring et kjerneelement. The invention relates to an artificial fiber rope made of aromatic polyamide, in particular poly-p-phenylene terephthalamide, with elements that are twisted into a rope around a core element.

Aromatisk polyamid, særlig poly-p-fenylentereftalamid, kjent under betegnelsen "Kevlar", har en svært høy elastisitets-modul sammenliknet med andre plaststoffer. Den elastiske tøyning er ikke mer enn ca. 1,6 ganger stålets, mens den for andre polyamider, f.eks. nylon, er ca. 25 ganger større. Dette material kan derfor ikke bare benyttes som bærende innlegg i stråltrådtau som i DE-OS nr. 2 7.08.904, eller i kombinasjon med andre metaller enn stål, f.eks. ved elektriske ledninger i dypvannskabler, idet det dessuten kan benyttes alene eller i forbindelse med andre plastmaterialer. Sistnevnte er eksempelvis tilfelle ved kranvaje-ren i DE-AS nr. 24.55.273. Aromatic polyamide, especially poly-p-phenylene terephthalamide, known under the name "Kevlar", has a very high modulus of elasticity compared to other plastics. The elastic strain is no more than approx. 1.6 times that of steel, while for other polyamides, e.g. nylon, is approx. 25 times larger. This material cannot therefore only be used as load-bearing inserts in beam wire ropes as in DE-OS no. 2 7.08.904, or in combination with metals other than steel, e.g. for electrical wires in deep-water cables, as it can also be used alone or in conjunction with other plastic materials. The latter is, for example, the case with the crane cable in DE-AS no. 24.55.273.

Kunstfibertau framstilt på basis av aromatiske polyamider er lette og bøyelige på samme måte som reip av naturlige tekstilfibre og kan på grunn av sine fasthets- og styrkeegenskap-er sidestilles med ståltrådtau. I DE-AS nr. 24.55273 blir det foruten den store bruddstyrken og den lave vekta, bøyeligheten og den høye strekkfasthetén, også pekt på vajerens lange levetid, spesielt når den under bruken løper over små tauruller eller trinser, og med henblikk på den lange levetiden framheves vajerens høye slitasjebestandighet og bøyefasthet ved skiftende bøye-belastninger. For å høyne den innvendige slitasjebestandigheten når vajeren løper over små styreruller bør kordelene være impreg-nert med plast, eksempelvis polyuretan. Synthetic fiber ropes produced on the basis of aromatic polyamides are light and flexible in the same way as ropes made of natural textile fibers and, due to their firmness and strength properties, can be compared to steel wire ropes. In DE-AS No. 24.55273, in addition to the high breaking strength and the low weight, the flexibility and the high tensile strength, the long life of the wire is also pointed out, especially when it runs over small rope rollers or pulleys during use, and with a view to the long life the wire's high wear resistance and bending strength under changing bending loads are highlighted. To increase the internal wear resistance when the cable runs over small guide rollers, the cord parts should be impregnated with plastic, for example polyurethane.

Oppfinnelsen går ut på å oppnå en ytterligere forleng-else av levetiden for et kunstfibertau av det slag som angis innledningsvis. The invention aims to achieve a further extension of the lifetime of a synthetic fiber rope of the type indicated at the outset.

I samsvar med oppfinnelsen er dette oppnådd ved at :kunstfibertauet - som i og for seg kjent fra ståltrådreipslaging - har et antall lag hvis elementer forløper parallelt med hverandre fra lag til lag. In accordance with the invention, this is achieved by the fact that: the artificial fiber rope - as known in and of itself from steel wire rope making - has a number of layers whose elements run parallel to each other from layer to layer.

Denne utformingen baserer seg på den tekniske innsikten at kunstfibertau av aromatiske polyamider, uavhengig av deres fiberstruktur ikke som tidligere skal framstilles i overensstem-melse med den reipslagingsteknikk som gjelder for tekstilmateri-aler og med kryssende kordeler, men derimot i samsvar med den spesielle reipslagingsteknikk som benyttes for ståltrådtau, nemlig den såkalte parallell-utførelse hvor materialet blir utsatt for de minst.mulige tversgående pressbelastninger. På grunn av at de ulike lagenes kordeler forløper parallelt, skapes det linje-berøring mellom lagene, og dette resulterer i et vesentlig lav-ere flatetrykk enn ved den vanlige punktberøring som framkommer ved kordeler som krysser hverandre gjensidig. Man har tidligere hverken innsett eller engang undersøkt hvorvidt aromatisk poly-amidfibre skulle oppvise avvikende, følsomhet overfor tversgående presspåvirkninger i forhold til andre plas.tf.ibre. eller natur-fibre i en slik utstrekning at levetiden blir forkortet hvis det ikke tas hensyn til følgende: Strenger av aromatiske polyamid-firbre ble tidligere ikke bare tvunnet ved reipslagingen, men til og med flettet, og dette førte til stor følsomhet overfor brudd. Imidlertid representerer aromatiske polyamider et spesielt fordelaktig materialutvalg for tau i parallellutførelse, nemlig fordi de vanskene ved ståltrådtau som knytter seg til tøyningsutjevningen mellom de parallellslåtte kordellag som følge av deres større tøy-ning kan reduseres betydelig eller praktisk talt elimineres. I denne forbindelse medfører dette bl.a. en lettere tilpasning etter slaglengden for de forskjellige lags kordeler, slik at hel-ler ikke fiberstrengene i de kordellag, som ligger ovenpå hverandre, vil krysses. This design is based on the technical insight that artificial fiber ropes of aromatic polyamides, regardless of their fiber structure, should not, as previously, be produced in accordance with the rope making technique that applies to textile materials and with crossing cord parts, but instead in accordance with the special rope making technique which is used for steel wire ropes, namely the so-called parallel design where the material is exposed to the least possible transverse pressure loads. Due to the fact that the cord parts of the different layers run parallel, line contact is created between the layers, and this results in a significantly lower surface pressure than with the usual point contact that occurs with cord parts that cross each other mutually. In the past, it has neither been realized nor even investigated whether aromatic polyamide fibers should exhibit deviant sensitivity to transverse pressure influences in relation to other plastic fibres. or natural fibers to such an extent that the service life is shortened if the following are not taken into account: Strands of aromatic polyamide fibers were previously not only twisted during rope making, but even braided, and this led to great sensitivity to breakage. However, aromatic polyamides represent a particularly advantageous material selection for ropes in parallel design, namely because the difficulties with steel wire ropes which relate to the equalization of strain between the parallel-wound cord layers as a result of their greater strain can be significantly reduced or practically eliminated. In this connection, this entails i.a. an easier adjustment according to the stroke length for the cord parts of the different layers, so that the fiber strands in the cord layers, which lie on top of each other, will not cross over.

Oppfinnelsen innebærer til slutt den fordel at tauet uten å skades, dvs. uten at det oppstår svekninger ved overlap-pinger, kan deles opp i et større antall lag, slik at tauelementene kan gjøres tynnere. Monofilamentene blir derfor ikke utsatt for noen særskilte strekkbelastninger ved bøyning. Tauelementene utgjøres som regel av kordeler som er reipslått fra fiberstrenger. Elementene kan imidlertid selv være reip eller bare,; fortrinnsvis forte (kledde) fiberstrenger hvori fibrene, som fremdeles har form av gjennomgående monofilamentér, er slått til reip. Finally, the invention involves the advantage that the rope can be divided into a larger number of layers without being damaged, i.e. without weakening due to overlapping, so that the rope elements can be made thinner. The monofilaments are therefore not exposed to any special tensile loads when bending. The rope elements are usually made up of cord parts strung from fiber strands. However, the elements themselves can be rope or bare,; preferably forte (dressed) fiber strands in which the fibers, which still have the form of continuous monofilaments, are twisted into rope.

Hvis nevnte elementer består av flerlags-kordeler, kan fiberstrengene, som danner lagene, likeens fortrinnsvis forløpe parallelt med hverandre fra lag til lag, dvs. de danner parallellslåtte kordeler. For dette gjelder ålt det som er anført foran for nevnte parallell-utførelse av tauet. Fordelen med kombina-sjonen material/parallellslaging er i dette tilfelle av enda større betydning fordi det i parallellslagingskordeler overhodet ikke er mulig med noen tøyningstilpasning av lagene i forhold til hverandre, mens man i tau ved forskjellige slaglengder for kordelene i de forskjellige lag kan foreta visse tillempninger. Og-så de til kordeler reipslåtte fiberstrenger er fortrinnsvis selv slått til reip, men de kan imidlertid også være forte (kledde) bunter av parallelle fibre. Alt etter forholdene, spesielt ved tynnere diameter, kan det også benyttes flettete fiberstrenger eller fiberstrenger av fiberbunter som er sammenklebet hver for seg. Flettete fiberbunter oppviser imidlertid uønskete overlap-pinger, og parallelle fiberbunter er for så vidt ufordelaktige fordi monofilamentene utsettes for forskjellige strekkbelastninger som følge av bøyninger. I reipslått; fiberbunter kan monofilamentene utlige slike avvikende strekkbelastninger i forhold til hverandre ved langsgående forskyvning. De bør derfor ikke være sammenklebet, iallfall ikke slik at deres gjensidige bevege-lighet blir blokkert. If said elements consist of multi-layer cord parts, the fiber strands, which form the layers, can also preferably run parallel to each other from layer to layer, i.e. they form parallel-wound cord parts. For this, everything stated above applies to the mentioned parallel design of the rope. The advantage of the material/parallel lapping combination is in this case of even greater importance because in parallel lapping cords it is not at all possible to adjust the tension of the layers in relation to each other, while in ropes with different stroke lengths for the cord parts in the different layers certain applications. And so the fiber strands twisted into rope parts are preferably themselves twisted into rope, but they can also be strong (dressed) bundles of parallel fibers. Depending on the conditions, especially with thinner diameters, braided fiber strands or fiber strands of fiber bundles that are individually glued together can also be used. However, braided fiber bundles exhibit undesirable overlaps, and parallel fiber bundles are somewhat disadvantageous because the monofilaments are subjected to different tensile loads as a result of bending. In roped; fiber bundles, the monofilaments can equalize such deviating tensile loads in relation to each other by longitudinal displacement. They should therefore not be glued together, at least not in such a way that their mutual mobility is blocked.

Hvis de nevnte, elementer selv består av fra kordeler slåtte tau, så kan fortrinnsvis også fiberstrengene i deres kordeler, når de er anbrakt i flere lag, forløpe parallelt med hverandre fra lag til lag. Dersom kordelene i elementet er anordnet i flere lag, gjelder i prinsippet samme regel. If the aforementioned elements themselves consist of ropes made from cord parts, then preferably also the fiber strands in their cord parts, when placed in several layers, can run parallel to each other from layer to layer. If the cord parts in the element are arranged in several layers, the same rule applies in principle.

For å redusere flatetrykket ytterligere ved berørings-linjene er tauets elementer ved en fordelaktig utførelsesform for oppfinnelsen forsynt med glatt overflate, slik denne ville ha framkommet ved sirkelrundt tverrsnitt av henholdsvis fiberstrengene eller kordelene som danner elementene. På denne måte blir den nevnte linjeberøring gjennomgående, mens det ved den normale, riflete overflaten på kordelene eller tauet., hvilken er en følge av avrudingen av henholdsvis fiberstrengene eller kordelene, ba-re eksisterer en punktert linje for berøringen mellom elementene. In order to further reduce the surface pressure at the contact lines, the elements of the rope are, in an advantageous embodiment of the invention, provided with a smooth surface, as this would have appeared in the case of a circular cross-section of the fiber strands or cord parts that form the elements. In this way, the mentioned line contact is continuous, while with the normal, fluted surface of the cord parts or the rope, which is a consequence of the roughening of the fiber strands or the cord parts, there is only a dotted line for the contact between the elements.

Den-ønskete glatte overflate kan f.eks. oppnås ved at elementene blir utstyrt med en, fortrinnsvis påekstrudert foring med glatt overflate. Materialets fiberstruktur tillater imidlertid også noe annet. Fiberstrengene behøver bare å reipslås noe løst og kordelene, som er framstilt av fiberstrengene,' noe; fast-ere; så tilpasser fiberstrengene i kordelene seg etter hverandre ved deformering og under dannelse av en vidtgående tett kordel-struktur innvendig, og utvendig danner det seg en temmelig glatt overflate. Hvis fiberstrengene utgjøres av forte eller kledde (overtrukne) bunter av parallelle fibre, oppnås alt dette uten videre av seg selv. Man kan også utforme fiberstrengene f.eks. ved sammenklebing som profiler, på samme måte som ved profilerte tråder, og disse fiberstrengprofiler kan slås til en tett kordel og/eller en kordel med glatt overflate. The desired smooth surface can e.g. achieved by the elements being equipped with a, preferably extruded, lining with a smooth surface. However, the material's fiber structure also allows for something else. The fiber strands only need to be roped somewhat loosely and the cord parts, which are produced from the fiber strands, somewhat; fast-ers; then the fiber strands in the cord parts adapt one after the other by deformation and during the formation of a far-reaching dense cord part structure inside, and a rather smooth surface is formed on the outside. If the fiber strands are made up of forte or dressed (coated) bundles of parallel fibers, all this is easily achieved by itself. You can also design the fiber strands, e.g. by gluing together as profiles, in the same way as with profiled strands, and these fiber strand profiles can be turned into a dense cord part and/or a cord part with a smooth surface.

Har tauets, elementer selv form av reip, gjelder tilsvar-ende for kordelene som disse reip består av. If the elements of the rope themselves have the form of a rope, the same applies to the cord parts of which these ropes are made.

Dersom tauelementene er slått løst hver for seg, utvider If the rope elements are tied loosely, they expand

nevnte lineberøring seg til flateberøring.said line touch to surface touch.

Til slutt kan taukonstruksjonen ifølge oppfinnelsen, . først og fremst de med mindre komplisert oppbygning, med alle sine fordeler selv benyttes som element i et tau. Som element for et annet, tykkere tau kommer i første rekke den enkle utførelse i betraktning, hvor elementene rett og slett er fiberstrenger og som man også kan anse som kordeler, idet man likestiller fiber-strengen med en tråd. Finally, the rope construction according to the invention, . primarily those with a less complicated structure, with all their advantages, are themselves used as elements in a rope. As an element for another, thicker rope, the simple design comes into consideration in the first place, where the elements are simply fiber strands and which can also be considered as cord parts, as the fiber strand is equated with a thread.

Tegningen viser et utførelseseksempel av oppfinnelsen. The drawing shows an embodiment of the invention.

Figuren viser et tverrsnitt gjennom et reip i såkalt The figure shows a cross-section through a rope in so-called

parallellutførelse og oppbygget av parallellslåtte kordeler. parallel execution and made up of parallel-wound cord parts.

Tauet består av en kjernekordel 1, et indre kordellag 10, som omfatter fem kordeler 2 og fem tynnere monofilamentstrenger 3, og et parallelt med de indre kordellag 10' .reipslått. ytre kordellag 20, som består av ti like store kordeler 4. The rope consists of a core cord 1, an inner cord layer 10, which comprises five cord parts 2 and five thinner monofilament strands 3, and a rope laid parallel to the inner cord layers 10'. outer cord layer 20, which consists of ten equally sized cord parts 4.

Kjernekordelene 1 er ettlags kordeler 1 +6, mens kordelene 2 er tolags parallellslåtte kordeler 1+6+12. Monofilamentstrengene 3 er lett reipslåtte, parallelle mon.ifilament-b un ter. Kordelene 4 er tolags, parallellslåtte kordeler 1+9+.9. The core cord parts 1 are single-layer cord parts 1 +6, while the cord parts 2 are two-layer parallel-wound cord parts 1+6+12. The monofilament strands 3 are lightly roped, parallel monofilament bundles. The cord parts 4 are two-layer, parallel-wound cord parts 1+9+.9.

Kordelene 1, 2, 4 er sammensatt av monofilamentstrengér, som består av poiy-p-fenylentereftalamid og som hver for seg er snodd løst. Ved framstillingen av kordelene har monofilamentstrengene, som opprinnelig hadde rundt tverrsnitt, tilpasset seg etter hverandre m.h.p. tverrsnittsformen. I det indre av kordelene slutter monofilamentstrengene seg til hverandre stort sett uten mellomrom. Utsidene av de ytre monofilamentstrengene er tilfla-tet. Omkretsen av hver kordel er derfor forholdsvis glatt og oppviser bare små riller 5 mellom de enkelte monofilamentstrenger. The cord parts 1, 2, 4 are composed of monofilament strings, which consist of polyy-p-phenylene terephthalamide and which are individually twisted loosely. During the production of the cord parts, the monofilament strands, which originally had a round cross-section, have adapted one after the other with regard to the cross-sectional shape. In the interior of the cord parts, the monofilament strands join each other largely without gaps. The outsides of the outer monofilament strands are flattened. The circumference of each cord part is therefore relatively smooth and exhibits only small grooves 5 between the individual monofilament strands.

Monofilamentene består av poly-p-fenylentereftalamidThe monofilaments consist of poly-p-phenylene terephthalamide

av "Kevlar-49"-kvalitet.of "Kevlar-49" quality.

Såvel kordelenes tetthet som tauets parallelle utform-ing høyner materialtverrsnittet og reduserer således tauets plassbehov, eksempelvis på vindu. Both the density of the cord parts and the rope's parallel design increase the material cross-section and thus reduce the rope's space requirement, for example on a window.

Forskjellige slags monofilamentstrenger og kordeler kan Different kinds of monofilament strings and cord parts can

eventuelt kombineres med hverandre. possibly combined with each other.

Claims

1. Synthetic fiber rope of aromatic polyamide, in particular poly-p-phenylene terephthalamide, with elements that are layered into rope around a core element (1), characterized in that the synthetic fiber rope - as known per se from steel wire rope making - has a number of layers (10; .20) whose elements (2; 4) run parallel to each other from layer (10). •■to layers (20).

2. Artificial fiber rope in accordance with claim 1, characterized in that the elements are cord parts of rope-wound fiber strands.

3. Artificial fiber rope in accordance with claim 2, characterized in that the fiber strands in the cord parts (2,4) are arranged in several layers and the like precursors run parallel to each other from layer to layer.

4. Artificial fiber rope in accordance with claim 2 or 2, characterized in that the fiber strands, which are twisted to form rope parts (2,4), are braided or preferably themselves twisted into rope or are lined (dressed, coated) or is made of fiber bundles that are individually glued together.

5. Synthetic fiber rope in accordance with claim 1, characterized in that the elements consist of ropes made of rope parts, the fiber strands in the cord parts are preferably arranged in several layers and run parallel to each other from layer to layer.

6. Artificial fiber rope in accordance with claim 1, characterized in that the elements are preferably rope-wound and/or strong, (clad, coated) fiber strands.

7. Artificial fiber rope in accordance with one of the claims 1 to 6, characterized in that the elements have a smooth surface as this would have appeared in a circular cross-section of the fiber strands or cord parts that form the elements (2,4).

8. Synthetic fiber rope in accordance with claim 7, characterized in that the fiber strands or the cord parts are individually loosely twisted into ropes, or that the fiber strands are designed as profiles, or that the elements have a preferably extruded lining: ("cladding", cover) with smooth surface.

9. Synthetic fiber rope in accordance with one of claims 1 to 8, characterized in that each individual element is loosely twisted into rope.

10. Artificial fiber rope in accordance with one of the requirements. 1 to 9, especially 8, characterized in that the artificial fiber rope itself constitutes an element of a (thicker) rope.