绳索端部连接装置 |
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| 申请号 | CN201180014272.1 | 申请日 | 2011-03-17 | 公开(公告)号 | CN102893056B | 公开(公告)日 | 2016-08-03 |
| 申请人 | 斯图加特大学; | 发明人 | A·芬克-容; S·温特; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于绳索（1）的绳索端部连接装置（10），所述绳索由多个彼此缠绕的丝（2）构成，其中，设置一用于装配或保持所述绳索（1）的端部件（3），所述端部件固定在一绳索端部上，所述绳索端部连接装置的特征在于，所述端部件（3）是由能浇铸且能硬化的材料制成的、无套筒地装配的部件，并且所述端部件（3）在无附加的机械连接元件的情况下仅仅通过浇铸包封或成型与所述丝（2）形状 锁 合地连接。所述丝（2）在所述端部件（3）的材料中有利地扇出并且特别是基本上完全埋入在所述材料中。所述丝（2）在所述端部件（3）的区域中从原始的扭绞组件中松脱出来并且基本上均匀分布地设置。所述端部件（3）通过人造 树脂 在铸模中的注射成型制造并且所述丝（2）在预应 力 下埋入并且形状锁合地浇铸包封在所述端部件（3）的材料中。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种具有绳索(1)的绳索端部连接装置(10)，所述绳索由多个彼此缠绕的丝(2)构成，其中，设置一用于装配或保持所述绳索(1)的端部件(3)，所述端部件固定在绳索端部上，其中，所述端部件(3)是由能浇铸且能硬化的材料制成的、无套筒地装配的部件，并且所述端部件(3)在无附加的机械连接元件的情况下仅仅通过浇铸包封或成型与所述丝(2)形状锁合地连接，其中，所述端部件(3)通过人造树脂在铸模中的注射成型制造，其特征在于，所述丝(2)在所述端部件(3)的区域中从原始的扭绞组合中松脱出来并且基本上均匀分布地设置，所述绳索(1)的松脱出来的丝(2)被放入到所述铸模的内部并且在注射成型期间保持处于预应力下，从而使得所述丝(2)在预应力下埋入并且形状锁合地浇铸包封在所述端部件(3)的材料中。 |
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| 说明书全文 | 绳索端部连接装置技术领域背景技术[0002] 在现有技术中公开了不同类型的绳索端部连接装置。例如，在所谓的绳锁扣中使用机械构件，绳索端部绳套形地放入到所述机械构件中并且然后在重叠区域中借助于螺栓夹紧装置固定。与这种可松脱的绳索端部连接装置不同的是，本发明涉及的是不可松脱的绳索端部连接装置。 [0003] 作为不可松脱的绳索端部连接装置，在现有技术中也建议了不同的解决方案，其中，所有这些解决方案要求极高的制造耗费和附加的机械结构部件：在所谓的绕匝环眼的情况下，拆散丝或线的绞合并且绳套形地重新打结，其中，接下来通过机械套筒通过压紧来进一步紧固形成的绳套。在另外类型的不可松脱的绳索端部连接装置的情况下，使用锥形的金属套筒，扫帚形扭绞的绳端部插入在所述金属套筒中并且通过金属材料或人造树脂的浇铸固定在所述金属套筒中。保持力在此特别是通过所述套筒的锥体的形状锁合的夹紧、也就是通过由于楔紧作用导致的横向压紧产生。在这个最后提及的绳索端部连接类型中，对于不同的使用也需要不同类型的附加金属结构元件，也就是预先制造的不同形状和尺寸的套筒。此外，绳索端部在套筒内部借助于液态金属的浇铸也相对难于实现。为此也额外要求经过培训的人员，以便确保这种绳索连接装置的安全要求。 [0004] 在公知的绳索端部连接装置中存在的另外的问题是，在特定的应用情况下需要测量力或其他参数。在现有技术中为此使用费事的机械绳索端部连接装置，例如上述绳锁扣形式的绳索端部连接装置，在其上还需要从外部安置附加的传感器构件以便例如在工作中测量该绳索端部连接装置上的或绳索本身的受载状态。 发明内容[0005] 按照本发明，提出了一种具有绳索的绳索端部连接装置，所述绳索由多个彼此缠绕的丝构成，其中，设置一用于装配或保持所述绳索的端部件，所述端部件固定在绳索端部上，其中，所述端部件是由能浇铸且能硬化的材料制成的、无套筒地装配的部件，并且所述端部件在无附加的机械连接元件的情况下仅仅通过浇铸包封或成型与所述丝形状锁合地连接，其中，所述端部件通过人造树脂在铸模中的注射成型制造，其中，所述丝在所述端部件的区域中从原始的扭绞组合中松脱出来并且基本上均匀分布地设置，所述绳索的松脱出来的丝被放入到所述铸模的内部并且在注射成型期间保持处于预应力下，从而使得所述丝在预应力下埋入并且形状锁合地浇铸包封在所述端部件的材料中。 [0006] 本发明的任务是提供一种绳索端部连接装置，其能够利用尽可能少数量的结构元件制造并且仍然对于所有的直径范围允许高的承载能力并且特别是高的致断力，其中，还可以极其简单地将用于检测不同工作参数的传感器元件集成进去。 [0007] 所述任务通过按照本发明的具有上述技术方案特征的绳索端部连接装置解决。本发明的有利构型和进一步方案是下述说明的主题。 [0008] 本发明的绳索端部连接装置具有用于装配或保持由多个彼此缠绕的线或丝构成的绳索，所述端部件固定在一绳索端部上，所述绳索端部连接装置的特征在于，所述端部件是由能浇铸且能硬化的材料制成的、无接收套筒地装配的部件，并且所述端部件在无附加的机械连接元件的情况下仅仅通过浇铸包封或成型而与所述丝形状锁合地连接。通过所述端部件利用能浇铸且可硬化的材料的浇铸包封或成型可基本上任意地选择所述端部件的形状。由于将所述绳端部的原本彼此缠绕的线或丝直接通过浇铸包封或成型与所述端部件的材料连接，因此确保了绳端部在所述端部件中的可靠保持，而无需附加的机械结构元件如压紧套筒、螺栓夹紧装置或保持套筒。在本发明的绳索端部连接装置中，强度并且特别是最大力承受能力相对于绳索致断力仍然相对高。此外，绳索端部连接装置的制造相对简单并且例如不要求丝的任何费事的重新打结或线材的劈开，例如在所谓的绕匝环眼的情况下就必须由受过专门训练的人进行。同样，可以在由可浇铸、可硬化的材料例如塑料或其他浇铸材料制成的端部件中直接将附加的构件例如传感器元件简单地集成在所述端部件的材料内部。通过这种方式可进行受载状态、温度或类似物的有说服力的侧脸，而不必从外部额外地将传感器构件安置在绳索端部连接装置上。由于端部件在绳端部上的直接浇铸包封或成型，也使得不需要附加的构件例如套筒或螺栓夹紧装置，这一方面降低了部件数量并且从而降低制造成本，而且另一方面意味着显著降低的制造耗费，因为按照现有技术例如对于压紧套筒需要专门的压紧装置来制造绳索端部连接装置。 [0009] 根据本发明的一个有利构型，绳端部的丝在所述端部件的材料中扫帚状地扇出并且特别是基本上均匀地埋入到所述材料中。通过扫帚状扇出使得绳端部的丝在浇铸好的端部件的整个结构中分布。结合由此导致的丝现居和由此产生的中间空间——所述中间空间由所述端部件的材料封闭，可产生用于直接传递载荷的高强度和耐久的一件式连接元件。通过绳索端部的丝的扫帚状扇出还进行端部件的尺寸相对于绳索直径本身的扩宽。 [0010] 根据本发明的另一有利构型，绳索的丝在端部件的区域中从原始的绞合股或打结股中拆开并且基本上均匀分布地设置。通过这种方式确保与端部件的材料形成尽可能大面积的形状锁合连接。根据本发明的与此相关的观点，被拆开的线或丝可有针对性地在绳端部的特定区域中集中，从而根据使用情况和端部件中的负载分布而定确保最佳的保持和最佳的力接收。 [0011] 根据本发明的另一有利构型，在所述端部件的硬化的材料内部至少区域地设有加强元件。可使用各种本领域技术人员公知的材料和元件作为加强元件。有利的是，加强元件和/或加强纤维埋入所述端部件的材料中并且与所述材料一起硬化。例如可使用碳纤维或玻璃纤维作为加强纤维。埋入的加强元件允许所述材料的局部的、区域性的加强。根据本发明的一个有利的与此相关的观点，加强元件根据绳索端部连接装置的相应受载状态中的力变化曲线和力分布设置和定向。受载状态中的力分布和力变化曲线可根据相应的应用情况通过有针对性地使用加强元件这样地来影响，使得可提供总体上高强度的绳索端部连接装置。 [0012] 根据本发明的绳索端部连接装置的另一有利构型，可在所述端部件的材料中集成至少一个用于检测数据的传感器元件。此外还存在集成或RFID系统(射频识别)的可能性。通过将具有例如接线电缆的传感器元件在浇铸端部件时简单地埋入铸模中可进行检测构件的直接集成。作为传感器元件可使用本领域技术人员公知的任何传感器，特别是温度传感器、力传感器、应变片和类似物。通过这种方式，为了测量工作参数，端部件不必从外部设置额外的传感器构件。此外，传感器元件在端部件材料中的直接集成具有的优点是，视端部件的形状而定可在相应公知的薄弱部位处在相应的关键点上进行更精确的测量。由此可显著的改善绳索端部连接装置的特别是在负载、温度和工作中的耐久性方面的监测。除此之外，通过直接嵌入绳索端部连接装置的端部件材料内部可保护传感器元件免受损害和环境影响。 [0013] 根据本发明的绳索端部连接装置的另一有利构型，所述端部件具有闭合的孔眼，所述孔眼具有贯通孔。根据该构型，所述贯通孔优选具有环或加强套筒，所述环或加强套筒例如可由金属制成。通过这种方式可利用本发明的绳索端部连接装置产生可靠的栓连接。用于加强所述贯通孔的套筒在绳索端部连接装置以旋转运动较长时间运行时还避免端部件的材料由于摩擦力而损坏。在作为闭合孔眼的这种形状的绳索端部连接装置的情况下，绳索端部的被拆开的丝或线优选围绕所述贯通孔绳套状地在所述端部件的材料中分布。通过这种方式可类似于现有技术中公开的绕匝环眼的情况那样实现绳索端部连接装置的相对高的抗拉强度，而不必为此需要所有丝的那里所必需的费事的撕开。 [0014] 根据本发明的另一有利构型，所述绳索端部连接装置的端部件通过人造树脂在铸模中的注射成型来制造。这允许丝之间的中间空间的完全填满并且从而允许拆开的丝与端部件之间的可靠连接。根据本发明的一个与此相关的观点，所述丝在预应力下埋入到并且形状锁合地浇铸包封到所述端部件的材料中。为此，将所述绳索的拆开的丝放入铸模的内部中并且在注射成型期间在预应力下保持在那里。通过这种方式可实现所述丝的有针对性的并且张紧的定向，这进一步改善了绳索端部连接装置的强度。 [0015] 根据本发明的另一有利的观点，被拆开或松脱的丝在端部件的区域中成对地设置并且彼此扭绞。由此，在铸模中与人造树脂连接之后实现了较高的强度，从而使得绳索端部连接装置的最大可负载性更高。根据本发明的另一观点，所述丝的成对设置并且扭绞的端部可以回环形地在端部件中围绕一套筒敷设。该变型方案在端部件设有套筒开口的情况下是有利的并且由此与简单地、也就是无回环地埋放绳端部的情况相比实现更高的强度。 [0016] 根据本发明的另一有利构型，所述丝的端部在铸模中浇铸时在预应力下保持在所述端部件的区域中。通过所述丝的端部的有针对性的预夹紧可确保经浇铸的丝端部的期望的设置和分布。此外，该措施防止以后在端部件中出现损害性的力转换或者绳端部叠加。由此确保了均匀的力导入以及丝端部在经浇铸的端部件材料中的良好连接和保持。根据本发明的一个据此相关的观点，不仅端部件区域中的丝端部而且绳索本身在浇铸时都在预应力下保持在铸模中。由此可进一步改善所述丝在端部件中的定位并且实现更高的抗拉强度并且从而实现绳索端部连接装置的更好的可负载性。 [0017] 根据本发明，绳索和/或丝端部的预应力可处于预先确定的范围内。通过该措施可进一步改善绳索端部的连接和浇铸。由此可传递更高的力。根据一个有力地实施例，预应力处于绳索或丝的最小致断载荷的5％至50％最小致断载荷的范围内。发明人的实验在所述值的情况下得出非常好的结果，这不仅涉及绳索端部连接装置的各部件之间的形状锁合而且还涉及由此可实现的最大拉应力。附图说明 [0018] 下面参照附图借助于不同的实施例详细阐述本发明。附图中： [0019] 图1是本发明的绳索端部连接装置的第一实施例的俯视图， [0020] 图2是图1中实施例的绳索端部连接装置的侧视图， [0021] 图3是图1和2中的绳索端部连接装置的根据III-III的剖视图， [0022] 图4a和4b是本发明的绳索端部连接装置的各种替换的实施方式，其中，端部件的形状不同， [0023] 图5阐明了用于制造本发明的绳索端部连接装置的一个实施例的方法的示意图，[0024] 图6是根据本发明的另一实施方式的绳索端部连接装置的剖视图。 具体实施方式[0025] 在图1、2和3中以俯视图、侧视图和剖视图示出本发明的绳索端部连接装置10的第一实施例以阐明内部结构。所述绳索端部连接装置10在该实施例中具有端部件3，所述端部件具有大致液滴的形状。绳索1的端部设有由人造树脂通过浇铸制成的端部件3，所述端部件首先锥形地扩宽以便在其端部上形成一个扩宽的、大致圆形的区域，在所述区域中形成一个贯通孔6。所述贯通孔6用于接收例如固定栓以便在安装地点装配所述绳索1。所述绳索1可以是由丝2或线构成的塑料件。其他类型的绳索1也可以设有本发明的绳索端部连接装置10。 [0026] 本发明的绳索端部连接装置10具有由能够浇铸的、可硬化的材料制成的端部件3，所述端部件在无附加的机械连接元件的情况下与所述绳索1的丝2通过简单的浇铸包封或成型在其上而连接。为此，在绳索1的绳索端部上将丝2拆开并且以松散的形式例如通过在铸模中浇铸包封而利用人造树脂与所述端部件3连接。丝2为此被以适当的方式和方法在浇铸之前放入到铸模中，从而使得它们在端部件3的整个宽度和长度上具有基本上均匀的分布。这可以从图3的示意性剖视图中看出。通过这种方式和方法得到具有高强度性能的绳索端部连接装置10。所述绳索端部连接装置10极其坚韧并且即使在高载荷下也具有良好的耐久性。根据该实施例，所述绳索端部连接装置10具有单个的丝2，这些丝在端部件3的材料内部基本上均匀地分布。所述丝2为此基本上沿着所述大致液滴形的端部件3上的力变化曲线和载荷分布的方向定向，从而使得所述丝2最大程度上跟随载荷力的变化曲线。通过这种方式也可以利用本发明的绳索端部连接装置10接收高的载荷峰值，而不会导致损坏或故障。换言之，绳索端部连接装置10具有高的断裂强度。除了埋入到所述端部件3中的、被拆散的丝2之外，在所述人造树脂中还可以在浇铸时一同埋入另外的元件。根据本发明的一个有利的替换实施方式，在所述端部件3中可以一同埋入加强纤维，所述加强纤维与所述绳索1的丝2的端部一起提供所述绳索端部连接装置10的更高的强度。根据本发明的另一有利的观点，还可以在所述端部件3的材料中、优选硬化的人造树脂中集成传感器元件。例如可埋入温度传感器、力传感器、应变片、RFID电路或类似物作为传感器元件，从而利用所述绳索端部连接装置10的相对简单地构成并且非常紧凑的端部件3还可以检测关于绳索端部连接装置和高张力的牵引机构的工作状态和耐久性的数据。通过将能够浇铸的、可硬化的材料的浇铸而安置在绳索1的绳索端部上的端部件3例如可通过铸造或者压力注射成型利用本领域技术人员公知的装置来制造。根据本发明，所述绳索端部连接装置10不要求任何附加的机械构件如套筒、夹紧螺栓或绳锁扣，如它们在现有技术中为了装配绳索而使用的那样。本发明的绳索端部连接装置的端部件3的保持和固定仅仅通过所述绳索1的端部件的丝2的形状锁合的浇铸包封来进行。通过这种方式提供了结构非常简单的成本低廉的绳索端部连接装置10，该绳索端部连接装置在其外部尺寸方面也极其紧凑并且在不同的应用状况下在形状方面可任意地适配。 [0027] 在图4a和4b中示出本发明的绳索端部连接装置10的另外的实施例的示意性俯视图。图4a示出具有大致圆形端部件3的绳索端部连接装置10，所述端部件具有中部的贯通孔6。在所述贯通孔6中放入例如由金属制成的套筒7，以便例如借助于栓允许稳定的可旋转连接。在按照图4a的该实施例中，绳索1的丝2也在绳端部上被拆散并且埋入到这里为圆形的绳端部3的材料中，以便通过所述埋入而与所述端部件3形成形状锁合连接。此外，在图4a的该实施例中，将两个传感器5通过在浇铸人造树脂时放入到模具中而集成在所述端部件3中。所述传感器5例如可以是温度传感器和力传感器并且分别具有在图4a中示意性示出的连接导线，通过所述连接导线可将检测信号传送给控制单元(未示出)。由此，在所述绳索端部连接装置10工作时，利用所述传感器5可检测相应的温度和力分布，以便在需要时更换所述绳索端部连接装置10或者应对载荷。由此，利用本发明的绳索端部连接装置不仅可提供高强度的绳索端部连接装置10，而且还可以在此以简单的方式和方法实现永久的负载监测、温度检测或耐久性检测，而不必从外部将单独的传感器元件费事地安置在绳索端部连接装置10或绳索1上。 [0028] 图4b以示意性俯视图示出本发明的绳索端部连接装置10的一个可能的形状的另外的实施例。该实施例的特征是大致矩形的端部件3，该端部件具有中部的长形孔8。在通往绳索1的过渡区域中在此设置一个包套9，所述包套优选由与所述端部件3相同的材料制成。通过所述包套9保护所述绳索在该区域中免受损坏并且特别是免受不期望的折断。在该实施例中，绳索1的丝2通过直接浇铸到人造树脂中而与所述端部件3连接。由此，所述绳索端部连接装置10不要求附加的装配元件例如夹紧套筒或螺栓夹紧装置以将绳索端部连接装置10的端部件3与绳索1耦合。 [0029] 图5以示意图示出用于制造本发明的绳索端部连接装置10的一个可能的方法，该绳索端部连接装置具有例如由人造树脂制成的端部件3。绳索1利用其拆散的丝2围绕一个设置在中间的栓或环13嵌入到一个朝上敞开的铸模中，所述环的作用是在端部件3中制造贯通孔6。被拆散的丝2围绕所述环13基本上均匀地在铸模12的空间内部放入和分布，从而在丝2之间产生足够的中间空间和距离，其被接下来注射进去的材料包围。为了放入可浇铸的材料，设置一个底部侧的注射开口14，通过所述开口进行人造树脂注射。在这之前，还可以根据需求将加强元件4、优选以沿着承受载荷时的力线的定向放入到模具12中，从而使得这样制成的端部件3具有更高的强度。在图5的该示例性方法中，丝2朝外从模具2中导出并且在预紧力下在浇铸期间被保持。通过绳索1的丝2的预紧，一方面实现了所述丝在所述绳索端部连接装置10的端部件3的材料中的有针对性的定向，另一方面，所述丝2的预紧用于避免丝2与硬化的端部件3之间的相位移位并且从而避免绳索端部连接装置10的不均匀的受载。同样，通过绳股1在预紧过程中的预先膨胀可在端部件3的浇注材料中可耐受度更高的拉应力。 [0030] 只要是通过绳索1的拆散的丝2的浇铸包封或成型进行连接，则同样也可以采用替代的方法来制造本发明的绳索端部连接装置10。显而易见，各个实施例中描述的特征也可以彼此组合。这特别是适合于端部件3的形状、加强纤维4的使用和拆散的丝2在端部件3材料内部中的位置和定向。 [0031] 在图6中以类似于图3的剖视图示出本发明的绳索端部连接装置10的另一实施方式。在该实施例中，丝2的端部松脱扭绞并且成对地彼此扭转并且接着缠绕在开口6或者所述开口6中的套筒上。它们由此在端部件3的浇铸材料中构成封闭类型的回环形状。此外，丝2的端部在浇铸过程中处于预应力下，从而使得它们基本上直线地定向。被浇铸的丝2由此布置并且定向在期望的位置中。丝2的端部可以仅仅在应力下被浇铸。替代地，只要人造树脂尚未硬化，则不仅绳而且所述回环形敷设的丝2的端部都处于有针对性的预应力下。优选丝2在绳索端部连接装置10受载时基本上根据力变化曲线定向，从而实现更好的强度并且由此实现尽可能高的载荷接收能力。 |
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