Модуль из корда и полимерной оболочки, материал которой содержит усилитель адгезии

Удлиненные гибкие модули находят различное применение, например в несущих элементах подъемников или канатных устройствах, приводных ремнях для механических устройств, таких например, как пассажирский конвейер и перила для пассажирских конвейеров. Удлиненный несущий модуль в виде плоского ремня для передачи тягового усилия, скомпонованный для поддержания груза, подвешенного с помощью указанного несущего модуля, включающий: множество удлиненных элементов, работающих на растяжение, которые поддерживают груз в продольном направлении вдоль указанных элементов, работающих на растяжение; и оболочку, передающую тяговое усилие на множество удлиненных элементов, работающих на растяжение, покрывающую по меньшей мере часть указанного множества элементов, работающих на растяжение, при этом оболочка содержит термопластичный полимерный материал и усилитель адгезии на основе меламина, добавленный в термопластичный полимерный материал, который улучшает адгезию между указанным множеством элементов, работающих на растяжение, и оболочкой. Это позволяет повысить прочность модуля за счет повышения усилия, необходимого для разъединения материала оболочки и элементов. 2 н. и 9 з..п. ф-лы, 7 ил.

 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0001] Удлиненные гибкие модули находят различное применение, например, в несущих элементах подъемников или канатных устройствах, приводных ремнях для механических устройств, таких например, как пассажирский конвейер и перила для пассажирских конвейеров. Такие модули могут иметь конструкцию, в которой множество кордов заключены в полиуретановую оболочку. Например, в патенте США №№6,295,799 и 6,739,433 показаны ремни, применяемые при удерживании в подвешенном состоянии кабины подъемника и противовеса в подъемной системе. Пример конструкции перил пассажирского конвейера показан в патенте США №4,982,829. Образец приводного ремня пассажирского конвейера показан в патенте США №6,540,060.

[0002] Одной из особенностей указанных модулей является то, что наличие полимерной оболочки, связанной с элементом, работающим на растяжение, таким как стальной корд, обычно требует передачи нагрузки между материалом оболочки и кордом при работе модуля. Прочность модуля связана с прочностью на выдергивание, которая соответствует нагрузке, при которой будет происходить разъединение материала оболочки и элементов, работающих на растяжение. Увеличение прочности на выдергивание у такого модуля приводит к повышению общей прочности модуля и способности выдерживать более высокие нагрузки. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение адгезии между материалом полимерной оболочки и удлиненным элементом, работающим на растяжение в удлиненном несущем модуле, в частности, увеличение прочности на выдергивание, а также обеспечение способа получения указанного удлиненного несущего модуля, скомпонованного для поддержания груза.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] В одном из примеров реализации модуль включает по меньшей мере один удлиненный элемент, работающий на растяжение. Оболочка покрывает по меньшей мере часть элемента, работающего на растяжение. Оболочка выполнена из полимерного материала, содержащего усилитель адгезии, который улучшает адгезию между элементом, работающим на растяжение, и оболочкой.

[0004] Согласно одному из примеров реализации, способ изготовления модуля, содержащего по меньшей мере один удлиненный кордовый элемент, работающий на растяжение, по меньшей мере частично покрытый полимерной оболочкой, включает смешивание усилителя адгезии с полимерной смолой основы с получением концентрата смешанного материала. Затем смешанный материал смешивают с материалом полимерной основы с получением материала оболочки. Затем материал оболочки подвергают горячему напрессовыванию на элемент, работающий на растяжение, с образованием оболочки требуемой формы и адгезией оболочки к внешней части элемента, работающего на растяжение.

[0005] Различные особенности и преимущества описанных примеров реализации станут очевидны специалистам в данной области техники из следующего подробного описания изобретения. Чертежи, прилагаемые к подробному описанию изобретения, можно коротко описать следующим образом.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0006] На фиг.1 схематично показаны выбранные части подъемной системы, включающей несущий элемент, выполненный согласно варианту реализации настоящего изобретения.

[0007] На фиг.2 представлен вид с торца, на котором схематично показан один пример модуля несущего элемента подъемника.

[0008] На фиг.3 представлен вид с торца, схематично иллюстрирующий другой пример несущего модуля подъемника.

[0009] На фиг.4 схематично изображен пассажирский конвейер, включающий приводной ремень и перила, выполненные согласно варианту реализации настоящего изобретения.

[00010] На фиг.5 схематично показан пример конфигурации приводного ремня.

[00011] На фиг.6 схематично показан пример конфигурации перил.

[00012] На фиг.7 схематично показан пример способа изготовления модуля, выполненного согласно варианту реализации настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[00013] На Фиг.1 схематично показаны выбранные части примера подъемной системы 20. Кабина подъемника 22 и противовес 24 удерживаются в подвешенном состоянии с помощью несущего модуля 26. В одной реализации, несущий модуль 26 состоит из множества плоских ремней. В еще одной реализации, несущий модуль 26 состоит из множества круглых тросов.

[00014] Несущий модуль 26 поддерживает вес кабины подъемника 22 и противовеса 24 и облегчает движение кабины подъемника 22 в нужные положения путем перемещения вдоль шкивов 28 и 30. Один из шкивов будет представлять собой тросоведущий шкив, который перемещается с помощью механического устройства подъемника известным способом и вызывает требуемое перемещение и размещение кабины подъемника 22. В этом образце другой шкив является направляющим шкивом.

[00015] На Фиг.2 представлен вид с торца, на котором схематично показан один из примеров конфигурации плоского ремня в одной из реализации несущего модуля 26. В этом примере реализации, плоский ремень включает множество удлиненных кордовых элементов 32, работающих на растяжение, и полимерную оболочку 34, которая соприкасается с элементами 32. В этой реализации, оболочка 34 полностью покрывает элементы 32, работающие на растяжение. В одном примере реализации, элементы 32, работающие на растяжение, состоят из намотанных металлических кордов, например, стальных. В одном примере реализации полимерная оболочка 34 выполнена из термопластичного эластомера. В одном примере реализации, оболочка 34 выполнена из термопластичного полиуретана.

[00016] Другой пример реализации схематично показан на Фиг.3. Вид с торца троса, применяемого как часть несущего модуля 26, включает по меньшей мере один элемент 32, работающий на растяжение, и полимерную оболочку 34. В примере реализации на Фиг.3, можно использовать те же материалы, которые были упомянуты выше.

[00017] Усилие на ремень согласно данному примеру реализации передается через элементы 32, работающие на растяжение. Взаимодействие между оболочкой 34 и шкивами 28, 30 включает передачу усилия на элементы 32, работающие на растяжение. Более сильная адгезия между оболочкой 34 и элементами 32, работающими на растяжение, обеспечивает улучшенные нагрузочные характеристики. В каждом из примеров на фиг.2 и 3 полимерный материал для оболочки 34 содержит усилитель адгезии, который усиливает адгезию между внешними поверхностями элементов 32, работающих на растяжение, и материалом оболочки 34.

[00018] На Фиг.4 схематично показан пример реализации пассажирского конвейера 40. В этом примере, множество ступеней 42 движется известным способом для перевозки пассажиров между лестничными площадками 44 и 46. Также предусмотрены перила 48, чтобы пассажиры могли держаться при перемещении по конвейеру 40.

[00019] Как показано на Фиг.6, перила 48 включают множество элементов 32, работающих на растяжение, таких как стальные корды, по меньшей мере частично покрытые полимерной оболочкой 34. В этом примере полимерная оболочка создает поверхность захвата и образует основную часть перил 48. Материал полимерной оболочки содержит по меньшей мере один усилитель адгезии, который улучшает адгезию между элементами 32, работающими на растяжение, и оболочкой 34.

[00020] Реализация на Фиг.4 включает приводное устройство 50 для приведения в движение ступеней 42 в нужном направлении. Двигатель 52 вращает шкив привода 54 и вызывает движение приводного ремня 56. Как показано на Фиг.5, реализация приводного ремня 56 содержит несколько удлиненных кордовых элементов 32, работающих на растяжение, покрытых оболочкой 34. Материал оболочки образует зубья 57, которые взаимодействуют с соответствующей поверхностью на шкиве привода 54. Цепь ступеней 58 (Фиг.4) увлекается зубьями 59 на приводном ремне 56, вызывая требуемое движение ступеней 42.

[00021] В этом примере реализации, материал полимерной оболочки приводного ремня 56 содержит по меньшей мере один усилитель адгезии, который улучшает адгезию между внешней частью элементов 32, работающих на растяжение, и оболочкой 34.

[00022] При применении металла в любой из реализаций элементов 32, работающих на растяжение, металлический материал может быть без покрытия или с покрытием, или иметь защитное металлическое покрытие. Например, черный металл основы может иметь покрытие или может быть покрыт цинком, оловом или медью.

[00023] На фиг.7 схематично показан способ 60 изготовления модуля, такого как несущий элемент подъемника, перила пассажирского конвейера или приводной ремень, такой как ремень, применяемый для пассажирского конвейера. Порцию усилителя адгезии 62 смешивают с подаваемой основной полимерной смолой 64 в смесителе 66 для приготовления концентрата. Усилитель адгезии 62 представляет собой либо усилитель на основе меламина, либо на основе фосфата или и тот и другой. Примеры реализации усилителей адгезии включают цианурат меламина, фосфат меламина, пирофосфат меламина и полифосфат меламина. Указанные усилители адгезии можно применять в модулях для придания достаточной адгезии между оболочкой и элементами, работающими на растяжение, по меньшей мере частично покрытыми оболочкой. Усилитель адгезии проявляет сродство к поверхности контакта между материалом оболочки и материалом элемента, работающего на растяжение; также усилитель адгезии действует подобно связующему агенту между этими двумя материалами. Усилитель адгезии вступает в полярное взаимодействие с поверхностью металлического корда, когда элементы, работающие на растяжение, содержат металлический материал (такой как сталь). Усилитель адгезии, такой как упомянутые выше фосфаты, обеспечивает благоприятное изменение полярности полимерного основного материала, что позволяет добиться более сильного взаимодействия между полимером и внешней поверхностью элемента, работающего на растяжение.

[00024] В одном примере реализации, массовая доля усилителя адгезии, смешанного с полимерной смолой основы в смесителе для концентрата 66, составляет от 20% до 50%. Затем в этом примере реализации полученный концентрат смешанного материала смешивают с материалом полимерной основы 68 в смесителе 70 для приготовления материала оболочки. Полученный материал оболочки после перемешивания в смесителе 70 может содержать до 20% по массе усилителя адгезии. В одном примере реализации массовая доля усилителя адгезии в материале оболочки составляет от 0.2% до 20%. В одном примере реализации, полимерный материал, полученный в смесителе 70 для материала оболочки, содержит примерно от 0.2% до примерно 10% по массе усилителя адгезии.

[00025] Присутствие усилителя адгезии на основе меламина или на основе фосфата в материале полимерной оболочки с массовой долей до 20% повышает прочность модуля путем увеличения адгезионной прочности или прочности на выдергивание в результате увеличения адгезии между элементами, работающими на растяжение, и материалом оболочки. В одном примере реализации, адгезионная прочность возрастает в два раза по сравнению с образцом, основной полимерный материал которого не содержит по меньшей мере ни одного из вышеописанных усилителей адгезии. Как полагают, наличие по меньшей мере 0.2% по массе усилителя адгезии дает полезное повышение прочности. Наличие до 20% по массе усилителя адгезии может обеспечить дополнительное увеличение прочности без снижения эластичности и других требуемых характеристик основного полимерного материала, так что оболочка функционирует так, как это необходимо для ее конкретного применения (например, оболочка может следовать вдоль направляющих, может передавать достаточное тяговое усилие, когда модуль выполнен в виде ведущего элемента, такого как ремень, или может охватывать шкивы и обеспечивать достаточное тяговое усилие для перемещения кабины подъемника, когда модуль выполнен в виде несущего элемента подъемника).

[00026] Затем материал оболочки получают в секции 72 формования оболочки, такой как литьевая форма, обеспечивающая требуемую геометрию оболочки. В приведенном примере, несколько катушек 74 подают элементы 32, работающие на растяжение, в секцию 72 формования оболочки, в которой по меньшей мере на одной внешней поверхности элементов 32 формируют оболочку, с образованием требуемого модуля. В случае Фиг.7, конечный модуль представляет собой несущий элемент 26 подъемника.

[00027] Наличие достаточной адгезии между оболочкой и элементом, работающим на растяжение, полезно для поддержания требуемой прочности модуля. Прочность на выдергивание несущего элемента подъемника, например, относится к способности элемента, работающего на растяжение, вытягиваться из материала оболочки в ответ на нагрузку несущего элемента. Более высокая прочность на выдергивание связана с лучшей адгезией между материалом оболочки и элементами, работающими на растяжение. Более высокая прочность на выдергивание придает более высокую прочность несущему узлу. Усилитель адгезии, используемый в описанных примерах, обеспечивает увеличение прочности и жесткости, поэтому имеет место лучшее взаимодействие между внешней поверхностью элемента, работающего на растяжение, и оболочкой.

[00028] Повышенная адгезия модулей согласно примерам реализации увеличивает передачу нагрузки между оболочкой и элементами, работающими на растяжение, что приводит к улучшению нагрузочных характеристик. В некоторых случаях, увеличение адгезии между оболочкой и элементами, работающими на растяжение, увеличивает нагрузочные характеристики вплоть до величины прочности на разрыв для материала оболочки. Если адгезия на поверхности контакта между материалом оболочки и элементами, работающими на растяжение, слабее, чем прочность на разрыв конструкционного эластомера, применяемого для изготовления оболочки, повышенные нагрузочные характеристики могут не проявляться. Следовательно, усиление адгезии между материалом оболочки и элементами, работающими на растяжение, обеспечивает более прочный модуль.

[00029] Усилители адгезии согласно вариантам реализации неожиданно обеспечивают увеличение адгезии по сравнению с материалом полимерной оболочки, не содержащим ни один из таких усилителей. В некоторых примерах реализации, адгезионная прочность по меньшей мере вдвое выше прочности, которую можно достигнуть без применения указанных усилителей адгезии.

[00030] Благодаря наличию усилителей адгезии согласно вариантам реализации, оболочка модуля также обладает хорошей термостойкостью, гидролитической устойчивостью, низкими гидрофильными свойствами и хорошей совместимостью при взаимодействии с другими деталями, такими как шкив подъемника или цепь ступеней пассажирского конвейера. Описанные усилители адгезии также придают материалу оболочки огнезащитные свойства.

[00031] Предыдущее описание по своему характеру является иллюстративным, а не ограничивающим. Специалистам в данной области техники будут очевидны вариации и модификации в отношении описанных примеров реализации, которые не выходят за рамки настоящего изобретения. Рамки правовой защиты, предоставляемые этому изобретению, определяются только нижеследующей формулой изобретения.

1. Удлиненный несущий модуль в виде плоского ремня для передачи тягового усилия, скомпонованный для поддержания груза, подвешенного с помощью указанного несущего модуля, включающий:
множество удлиненных элементов, работающих на растяжение, которые поддерживают груз в продольном направлении вдоль указанных элементов, работающих на растяжение; и
оболочку, передающую тяговое усилие на множество удлиненных элементов, работающих на растяжение, покрывающую по меньшей мере часть указанного множества элементов, работающих на растяжение, при этом оболочка содержит термопластичный полимерный материал и усилитель адгезии на основе меламина, добавленный в термопластичный полимерный материал, который улучшает адгезию между указанным множеством элементов, работающих на растяжение, и оболочкой.

2. Модуль по п.1, отличающийся тем, что усилитель адгезии, выполненный на основе меламина, содержит по меньшей мере одну соль, выбранную из цианурата меламина, фосфата меламина, пирофосфата меламина или полифосфата меламина.

3. Модуль по п.1, отличающийся тем, что полимерная оболочка выполнена из термопластичного эластомера.

4. Модуль по п.1, отличающийся тем, что полимерная оболочка выполнена из термопластичного полиуретана.

5. Модуль по п.1, отличающийся тем, что модуль представляет собой несущий элемент подъемника.

6. Модуль по п.1, отличающийся тем, что полимерный материал содержит до 20% по массе усилителя адгезии.

7. Модуль по п.6, отличающийся тем, что массовая доля усилителя адгезии в полимерном материале составляет от примерно 0.2% до примерно 10%.

8. Способ изготовления модуля по любому из пп.1-7, включающий стадии: смешивание термопластичного полимерного материала с усилителем адгезии на основе меламина;
размещение смешанного термопластичного полимерного материала и усилителя адгезии вплотную к множеству удлиненных элементов, работающих на растяжение, с формированием оболочки требуемой формы и осуществлением адгезии оболочки к множеству удлиненных элементов, работающих на растяжение.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что усилитель адгезии на основе меламина содержит по меньшей мере одну соль, выбранную из цианурата меламина, фосфата меламина, пирофосфата меламина или полифосфата меламина.

10. Способ по п.8, отличающийся тем, что количество усилителя адгезии составляет примерно от 0.2% до примерно 10% по массе.

11. Способ по п.8, включающий:
смешивание полимерной смолы основы и указанного усилителя адгезии с получением партии смешанного материала; и
смешивание указанной партии смешанного материала с полимерным материалом с получением партии материала оболочки;
причем на указанной стадии размещения используют указанную партию материала оболочки.