[发明专利]具有中心芯构件的小直径纤维编织物

说明书

一种绳，包括：股线的编织护套，该护套具有外表面、内表面以及由该内表面限定并且具有体积的中空部分；和在管状编织护套的中空部分内的芯，使得当绳处于松弛状态时，管状编织护套具有圆筒形形状和中空部分的松弛体积，其中芯未填满管状编织护套的中空部分的松弛体积；当绳处于纵向拉伸状态时，管状编织护套在纵向拉伸下伸长，使得管状编织护套的中空部分的至少一部分的拉伸体积小于松弛体积；以及拉伸体积的管状编织护套的内表面接触并束紧芯的表面。

技术领域

本发明旨在小直径的拉伸载荷控制(管理，处理)的编织绳(绳索，cord)，该绳相对于相同直径的常规的已知绳具有增加的总体强度和尺寸稳定性。所述绳适用于需要小直径和高强度的应用。

背景技术

具有中心芯结构的编织绳常规上可用于多种应用。一般而言，在各个已知的结构中，经编织的外部护套用于保护内部的芯结构免受例如磨损和环境应力。中心芯结构，无论是单个部件还是多根可缠结、编织和/或进一步加捻(扭曲)的线，都对绳的强度和刚度做贡献。因此，常规上，可通过改变芯的尺寸和构造来增加绳的强度。在诸如大直径绳索(rope)的应用中，增加芯的直径并因此增加绳索的直径通常不对实用价值产生不利影响。然而，在需要小直径(小于3mm)和高韧性的应用中，通过增加绳的直径来增加强度不是一种合乎期望的途径。

已知双编织结构的常规绳，其中覆盖物和中心芯各自被设计成分别承载很大一部分的拉伸载荷。这些可以小至约0.25英寸(约6mm)的直径使用的绳索典型地用较低模量的纤维例如尼龙或聚酯制成。使用这样的较低模量的材料，可通过适当调适(调整)芯和护套股线的捻度、编织花纹(图案)和铺设角度来构建其中纵向应力载荷按比例(成比例)分担的芯护套结构绳。然而，当构造具有高强度的绳时，高模量材料例如高分子量聚乙烯(HMPE)或液晶聚合物(LCP)、芯和护套的几何形状不能容易地平衡纵向载荷，因此在常规的高韧性绳中，芯负责承载基本上所有的纵向应力。

由常规的小直径编织绳承载的拉伸载荷可能不均匀地分布在编织护套和中心芯构件之间。结果，当这些绳被拉伸时，编织护套和芯对拉伸力的施加具有不同的响应。护套将独立于中心芯构件而对力做出响应，导致中心的线相对于周围的护套纵向移动。芯构件，特别是如果由线构造的话，也可在护套内变平并自我重新分布，而不是保持圆形的横截面形状。

因此，在许多细编织物的非常细的绳(直径小于约3mm)中，主要为了简化结构，一般可没有芯部件，并且细的绳可被构造成中空编织物。该方法的显著缺点是，为了递进地增加这样的小直径绳的载荷能力，可将少量的纤维添加到每个编织元件。添加到每个元件保持结构的总体扭矩平衡。因此，在12股的编织绳结构中，每根股线将在尺寸上增加以实现绳强度的增加。当以这种方式处理非常细的绳(即直径小于3mm的绳)时，绳制造商必须考虑可用的增加的纤维旦数。例如，考虑到12股编织绳(其中每根股线都是100旦LCP纤维)，可用强度增加的下一个增量将是每根股线由两根100旦的LCP纤维构成的情况。然而，这种总纤维数的增加还导致原始直径的约1.4倍的总绳直径的增加。

因此，具有如下的用于非常细的和超细的绳(外径1mm或更小)的结构将是有利的，所述结构被设计用于拉伸载荷控制，使得全部拉伸应力由绳的所有部件按比例地承担，从而整体强度增加而很少或没有直径方面的相应增加，其中拉伸力更均匀地分布在芯和护套部件之间，使得绳的整个结构将一致地(共同地)响应于拉伸力，而优选地没有绳的正常形状的变形。而且，利用这样的拉伸载荷控制的结构，应可获得设定直径的绳，该绳相对于相同直径的常规绳具有增加的稳定性和强度。

因此，本发明的目的是使用高模量纤维设计外径小于6mm的绳结构，其中该设计导致拉伸载荷控制的结构，使得拉伸载荷由绳的所有部件按比例地分担。

发明内容

这些和其他目的通过本发明来实现，本发明的第一实施方式提供绳，其包括：

股线的管状编织护套，其具有外表面、内表面和由该内表面限定(界定)并具有体积的中空部分；和