固定裝置的制作方法

專利名稱：固定裝置的制作方法
技術領域：
這里描述的至少一個發明的一個實施方式涉及能夠安全地吸收并消除與負載 (例如，下落物體或人)相關的能量的固定裝置(securing device) 0
背景技術：
固定裝置(例如，繩和線(line))通常用來固定物體和人，防止其運動或下落。示 例包括用于固定船舶的繩纜以及由登山者和建筑工人使用的安全繩索。帆腳索(sheet)和 網的形式的固定裝置也可用來阻止降落或移動的物體和人。在這些情況的每個情況中，物 體或人可在固定裝置上施加較大的力，這導致固定裝置過早地斷裂和/或對所固定的物體 或人產生傷害。例如，斷裂的系泊纜(mooring line)的回擊(lash back)會傷害斷裂的繩 纜附近的人。而且，經由繩、線或網導致的作用于下落的人或物體上的突然的停止力，會傷 害所固定的人或物體。因此，存在對如下固定裝置的需求，該固定裝置為與固定裝置相關的 或其附近的人和物體提供更大的安全保護。

發明內容
至少一個發明的一個實施例的目的是提供固定裝置。至少一個發明的一個實施例的另一目的是提供這樣一種固定裝置，其對與安全裝 置相關的和/或位于安全裝置附近的物體和人提供更大的安全。在以下詳細說明書中和在所附權利要求中，將使實施例的其它目的變得顯而易 見。可在新的固定裝置中實現以上目的，所述固定裝置能夠用作和/或整合成繩、線、 網、系索(lanyard)、帆腳索或其它能夠用來固定物體和人并實現能量的吸收和消除的裝置。在一個實施例中，固定裝置能夠用可適用于固定裝置的預期使用的預定特性來伸 長并消除負載中的能量。固定裝置的實施例可包括多個部件。此多個部件可包括至少一個 活性纖維部件，其包括可伸展的非彈性聚合物纖維，該可伸展的非彈性聚合物纖維當纖維 伸展時能夠消除負載中的動能。此多個部件還可包括初始(initiating)纖維部件，其在允許活性纖維部件充分 延長之前在預定量的力的作用下斷裂。例如，根據固定裝置(例如，系泊纜)的預期使用， 在預定等級的力的作用下，初始纖維可適于斷裂，并且允許活性纖維伸展且將回擊最小化。 初始纖維部件也可在固定裝置中使用，以防止固定裝置過早地伸展。另外，固定裝置可包括至少一個終止纖維部件，該終止纖維部件用于在活性纖維 部件伸展時進行初始地延長，不會完全消除負載中的動能。然而，在固定裝置的長度具有預 定增加時，終止纖維部件可用來防止固定裝置的進一步延長，并用來消除負載中的任何剩 余的動能(例如，使下落物體到達停止點)。另外，固定裝置可包括填充材料，該填充材料用來將固定裝置的延長過程中的活性纖維部件和終止纖維部件的捆綁或纏結最小化。


圖1至圖33示出了固定裝置的實施例和/或固定裝置的示例結構，可將所述固定 裝置形成為更復雜的固定裝置和使用固定裝置的設備。圖34示出了固定裝置的實施例的示意圖。圖35示出了用來生產示例固定裝置的編織機的示例結構。圖36至圖49示出了使用固定裝置的示例的設備的示例。
具體實施例方式現在參考附圖，尤其參考圖34，其中示出了固定裝置100的實施例的示意圖。固 定裝置的示例包括繩、線、網、系索和其它可用來固定物體和人的裝置。這里描述的固定裝 置100的實施方式在固定裝置延長時，能夠在一段時間周期上在負載的作用下伸展并消除 負載中的能量。負載的示例可包括下落的人或物體，該人或物體是經由安全繩、繩圈或系索 形式的所述固定裝置的實施方式而被固定的。負載的示例還可包括經由系泊環(mooring loop)形式的所述固定裝置的替代實施方式而固定至碼頭的系泊船(moored ship)。負載 的示例還可包括由復合加強材料、網和/或織物形式的所述固定裝置的替代實施方式捕獲 的飛行或運動的物體。通常，固定裝置的實施例可用來安全地減小物體或人的動能，和/或 安全地消除該裝置中累積的勢能。這里描述的固定裝置的實施例可用在與下落保護裝置、登山設備、降落傘吊傘索、 安全帶、安全護帶、貨物限制系統、軍事人員空投、軍用飛機的安全椅、體育競賽的安全柵、 升降系統、系泊系統相關的應用中，或用在其中存在對阻止、減慢和/或停止物體和人的運 動的裝置的需求的任何其它的應用中。在實施例中，固定裝置100可包括至少一個活性纖維部件102，活性纖維部件102 在活性纖維伸展時能夠在負載下伸展并消除負載中的動能。在一個實施例中，活性纖維部 件包括可伸展的非彈性合成聚合物纖維。能夠用于這里描述的活性纖維部件的可伸展的纖 維的示例包括聚合物纖維，其包括聚酰胺(例如，尼龍)、聚酯、聚丙烯，或其它可伸展的、通 常非彈性的聚合物纖維，例如，所述聚合物纖維能夠從噴絲頭擠壓出。在示例中，被選擇為 與活性纖維部件的實施方式一起使用的聚合物纖維的具體類型可以是疏水的而不是親水 的。如這里使用的，疏水聚合物纖維通常是排斥水的，并通常無法在水中溶解。例如，疏水 聚合物纖維的示例包括聚酯纖維和聚丙烯纖維。通常不疏水的聚合物纖維的示例包括尼龍 纖維。現代纖維生產設備的操作典型地用來抽出(伸展)由噴絲頭產生的初始纖維，以 增加纖維的韌性。通常，聚合物纖維的抽出導致聚合物纖維中的分子變得更加縱向對準 (更定向)，這增加了纖維的韌性。然而，在所述固定裝置的實施例中，活性纖維部件可包括 合成聚合物纖維，其在由噴絲頭產生之后未被抽出(伸展)(例如，纖維中的分子基本保持 無定向)。如這里使用的，處于被抽出之前的狀態中的這種聚合物纖維叫做未拉伸聚合物纖 維。所述固定裝置的初始形式(在使用前)包括至少一個活性纖維部件，該活性纖維部件包括未拉伸聚合物纖維。固定裝置的伸展(在使用過程中)導致未拉伸聚合物纖維伸展， 此伸展消除了負載中的導致固定裝置伸展的能量。可用作固定裝置的實施例中的活性纖維 部件的未拉伸纖維可具有無法恢復的延長范圍，主要在多達150%至3000%或更大的范圍 中。固定裝置的實施例還可包括基本上未拉伸(例如，部分地抽出)的活性纖維部件。 此外，其它替代實施方式可包括具有未拉伸的聚合物纖維和基本未拉伸的聚合物纖維兩者 的活性纖維部件。如這里使用的，未拉伸的聚合物纖維是在其初始擠出之后或此過程中在 長度上未抽出的聚合物纖維。另外，如這里使用的，基本上未拉伸的聚合物纖維是這樣的聚 合物纖維，其能夠進行的無法恢復的延長大于商業上可獲得的POY紗線。在一個示例中，基 本上未拉伸的聚合物纖維所對應的纖維能夠具有至少225%的無法恢復的延長。在這里描 述的實施例中，活性纖維部件包括以下纖維中的至少一種未拉伸的疏水聚合物纖維和基 本未拉伸的疏水聚合物纖維。這種活性纖維部件能夠具有300%的無法恢復的伸展(例如， 是其初始長度的三倍)。在其它替代實施方式中，活性纖維部件能夠具有600%或更大的無 法恢復的伸展。而且，在其它替代實施方式中，固定裝置可包括多個不同的活性纖維部件，每個活 性纖維部件具有不同的抵抗特性、長度、直徑、織法，和/或功能，以根據應用需求達到不同 的能量消除速度。在一個實施例中，固定裝置100還可包括除了至少一個所述活性纖維部件102以 外的一個或多個部件，活性纖維部件102包括未拉伸的纖維或基本未拉伸的纖維。例如，附 加部件可包括至少一個第一初始纖維部件104，其將初始化能量吸收過程。可將這種初始纖 維部件設計為，在其允許活性纖維部件伸展很大量之前，在預定負載下斷裂。對于諸如系泊 環的應用，初始纖維可適于在相對大量的力下斷裂，從而允許活性纖維部件伸展并安全地 釋放所連接的系泊繩中的勢能。然而，在其它應用中，可使用初始纖維，其適于在相對少量 的力下斷裂，以主要用來共同保持固定裝置，并在裝配或儲存的過程中防止過早的伸展。在實施例中，附加部件可包括至少一個終止纖維部件106，終止纖維部件在固定裝 置延長預定長度之后接收負載。對于諸如安全繩或系索的應用，終止纖維部件可適于將負 載中的剩余動能消除至零點，以使下落的物體或人停止和/或在停止之后固定物體或人。在實施例中，初始纖維部件和終止纖維部件可包括具有高韌性的合成聚合物。結 果，這些附加部件伸展的能力可以基本上小于活性纖維部件伸展的能力。在實施例中，終止 纖維部件可包括高韌性聚酯或芳綸(例如，凱夫拉爾)或其它能夠在固定裝置延長一定量 之后阻止固定裝置上的負載的高韌性聚合物。而且，在實施例中，初始纖維可包括聚合物， 例如，聚酯、聚乙烯或其它能夠用作保險線(fuse)的聚合物，保險線在預定量的負載下斷 裂，以使得固定裝置能夠開始延長。可以多種不同的方式裝配固定裝置的終止纖維部件(和/或其它纖維部件)，例 如在具有重疊的壓實層、線圈或褶皺的結構中；或在具有壓縮織物的結構中。通過這些所 述結構，使得終止纖維部件(和/或其它纖維部件)能夠解壓縮、解開，和/或打開，不伸展 且基本不進行能量吸收和消除，直到達到固定裝置的預定長度為止(例如，直到相應部件 的編織層變得更縱向地定向或部件的壓實層完全解開或打開為止)。因此，固定裝置的終止 纖維部件(和/或其它纖維部件)可延長(不伸展)，同時其它纖維部件(例如，活性纖維部件)伸展。當伸展的部件達到斷裂點時，可將一個或多個其它部件構造為，也達到其最大延 長長度(不伸展)。如果達到其最大延長長度(不伸展)的部件與終止纖維部件相應，那么 其可具有足夠的韌性，以阻止固定裝置進一步延長或在完全停止之后固定固定裝置。然而，如果不伸展地達到其最大延長長度的部件與另一活性纖維部件相對應，那 么其可能開始伸展，以繼續進行消除能量。因此，固定裝置可能能夠使用多個活性纖維部 件，其分階段在固定裝置的不同預定延長點處開始伸展。這種多級固定裝置可使得固定裝 置能夠在比僅具有一個活性纖維部件的固定裝置更長的長度上執行能量消除。而且，每級 可包括具有不同阻力特性的活性纖維部件。例如，每個后續的級可包括對伸展具有逐漸更 大的阻力的活性纖維部件，以實現導致固定裝置延長的物體或人的逐漸更大程度的減速。為了用編織物(braid weave)形成終止纖維部件(和/或其它纖維部件)的壓實 層，纖維的編織圖案可使纖維定向，使其沿更接近垂直于而不是平行于固定裝置縱向方向 的方向而延伸。當固定裝置延長時，織物中的纖維方向可樞轉，以更接近平行于縱向方向地 延伸。在延長過程中，編織部件的外徑的尺寸也可減小。可通過使部件定向在壓縮布置中(例如，通過使其定向在線圈和/或折疊結構 中)，來形成未編織的壓實部件。固定裝置的延長導致解開、松開和/或展開部件。為了防止當固定裝置伸展時固定裝置的一個或多個部件捆綁或纏結，固定裝置 100的一個實施例可包括填充部件108，該填充部件108在固定裝置的初始(未延長)形式 的長度上延伸，以將固定裝置的一個或多個部件分離。這種填充部件可包括聚乙烯泡沫或 其它重量相對輕且柔性的材料，該材料能夠在使用裝置之前占據固定裝置的內部空間，并 且，該材料是這樣一種材料其在裝置延長時以不會干擾固定裝置的其它部件的延長的方 式分裂。圖1至圖33示出了固定裝置的各種實施例和/或可整合在用于更復雜的固定裝 置和使用固定裝置的設備中的固定裝置中的部件的示例結構。因此，雖然圖1至圖33所示 的每個示例在這里指的是固定裝置，但是，將理解，圖1至圖33所示的每個示例也可相當于 用于建造更復雜的固定裝置的固定裝置材料或部件。參考圖1，示出了包括三個部件的紗線形式的固定裝置的一個示例，所述三個部件 包括初始纖維部件10、活性纖維部件11和終止纖維部件12。這些纖維部件均可包括用紡織 方法制造的多股線繩，所述方法裝配多組聚合物纖維的線。如圖1所示，在此示例中，可將 終止纖維部件纏繞在另兩個纖維部件周圍。還將理解，此固定裝置可包括不止一種類型的 纖維。還將理解，可混合并匹配紗線和/或紗線中的線繩的任何組合，以實現特定的結果。 例如，圖1所示的特定紗線可用于機織織物或針織織物。圖2示出了紗線形式的示例固定裝置的另一結構。這里，紗線由初始纖維部件13 和活性纖維部件14制成。圖2所示的紗線可用作用于構造更復雜的固定裝置的主要構件。圖3與圖2的相似之處在于，其代表用于產生更復雜的固定裝置的主要構件紗線。 在此實施例中，紗線包括纏有終止纖維部件16的活性纖維部件15。如這里使用的，部件(例如，活性纖維部件、終止纖維部件和初始纖維部件)可具 有與一種或多種纖維、繩、紗線和/或能夠編織、機織、縫合或用其它方式整合在固定裝置 中的另一構件相應的形式。
圖4是在系索中使用的示例固定裝置19的側視圖。這里，固定裝置包括終止纖維 部件23，該終止纖維部件是在標準方平組織中編織以形成外套(jacket)21的多條紗線的 形式。另外，在此實施例中，固定裝置可包括活性纖維部件20，該活性纖維部件20是在套 21的編織物內平行延伸的多條經紗的形式。圖5是固定裝置19的軸向視圖，其示出了在活性纖維部件紗線20周圍編織的套 21的終止纖維部件紗線23。如圖5所示，可將套21構造為，在活性纖維部件紗線20附近 包括足夠的空間24，以允許活性纖維部件20具有最小阻力地從套21的終止纖維部件紗線 23伸展。圖6是圖5的放大圖，示出了具有在其周圍編織有終止纖維部件紗線23的活性纖 維部件紗線20，并且，示出了它們之間的間隔或結構公差(容差，allowance) 24。圖6還示 出，活性纖維部件紗線20本身由多股活性纖維部件的線25構成。而且，圖6示出，終止纖 維部件紗線23本身由多股終止纖維部件的線沈構成。標號27示出了活性纖維部件紗線 20和終止纖維部件紗線23之間的空間或結構公差。如圖4所示，在實施例中，在相對于固定裝置19的縱向軸線22成大角度17、18(例 如，在30至90度之間)地延伸的方向上，編織終止紗線。當固定裝置延長時，編織端移動 或樞轉以減小角度17、18，從而更接近于相對于縱向軸線22平行。由于織物的機械特性，終 止纖維部件紗線通常變得盡可能直。而且，當固定裝置延長時，終止纖維部件紗線壓縮活性 纖維部件紗線20周圍的空間M。因此，可將圖6所示的固定裝置的實施例構造為，在活性 纖維部件紗線20周圍提供空間24，以允許具有足夠的空間，使得活性纖維部件紗線在套19 或終止纖維部件紗線23收縮其之前伸展所需的量。空間M的大小可基于所使用的活性纖 維部件的類型、織物的類型(例如，繩與機織織物)以及所需總延長的距離而改變。圖7示出了包括三個不同部件(活性纖維部件紗線30 ；終止纖維部件紗線31 ；和 填充部件32)的雙編織繩形式的固定裝置四的示例的剖面圖。可將終止纖維部件紗線31 編織成空心套觀。填充部件32可包括用來保留活性纖維部件紗線30和終止纖維部件紗 線31之間的前述空間或結構公差的泡沫材料。當在終止纖維部件紗線30周圍編織套的同 時，可將填充部件32供應至編織機中。填充材料32增加套四的芯部的體積，這使得套的 內徑基本上大于活性纖維部件紗線30的外徑。填充部件32可以是任何不會明顯影響固定 裝置的延長機械特性(mechanics，結構)的材料。因此，對于填充部件32，可使用泡沫材料 或容易破壞且不會干擾固定裝置的其它部件的其他材料。圖8是圖7所示的固定裝置四的橫截面。圖8示出，活性纖維部件紗線30可包 括活性纖維部件的線33。而且，圖8示出，終止纖維部件紗線31可包括終止纖維部件的線 34。在此實施例中，也可編織活性纖維部件紗線30。圖8還示出了填充部件(例如，泡沫材料柱)的布置示例，該填充部件定向在活性 纖維部件紗線30周圍的位置，以消耗所編織的或聚集的活性纖維部件紗線30的外徑35和 套觀的內徑36之間的空間。圖9示出了一體式編織繩形式的固定裝置39的示例。圖10、圖11和圖12示出了 固定裝置39的橫截面視圖。在此實施例中，固定裝置39的編織物中的每條紗線40包括許 多喂入絲(feed yarn)41，其本身包括許多纖維的線(fiber strand)42，43。在此實施方式 中，喂入絲41可以是活性纖維部件的線42和初始纖維部件的線43在一捆中的組合。在此結構中，初始纖維部件可用作保險線，該保險線在(延長和/或力的)預定點處斷裂，在斷 裂時，活性纖維部件開始伸展，直到其斷裂且釋放為止。圖13示出了由復合紗線50構成的三股繩形式的固定裝置49的另一實施例。圖 14和圖1 5是圖13的固定裝置49的橫截面視圖，并示出，復合紗線50由活性纖維部件紗 線52和初始纖維部件紗線53的單層(single lay) 51形成。圖15示出，每條活性纖維部件紗線52由活性纖維部件的線M構成。而且，每條 初始纖維部件紗線53由初始纖維部件的線55構成。圖16示出了三股繩形式的固定裝置58的實施例。這里，用活性纖維部件來形成 固定裝置的外層57。固定裝置的中心包括具有盤繞結構的終止纖維部件紗線56。當外層 57 (由活性纖維部件構成)伸展時，終止纖維部件紗線56的此壓縮盤繞結構能夠解開并展 開。在此實施方式中，在終止纖維部件紗線56變得完全解開的時間點，固定裝置58的延長
將停止。圖17和圖18示出了固定裝置59的實施例，在該固定裝置59的形式中，編織套62 由編織在兩條繩(一條繩61由初始纖維部件制成，一條繩62由活性纖維部件制成)周圍 的終止纖維部件構成。在此實施方式中，由初始纖維部件構成的繩61用作保險線，當施加 預定量的力時，保險線斷裂。繩61的斷裂允許由活性纖維部件構成的繩62伸展，并使得固 定裝置59能夠延長。在固定裝置59的延長過程中(并在繩62的伸展過程中)，外套展開。 當外套變得完全展開時，其停止固定裝置的延長(和繩62的伸展)。圖19至圖21示出了由復合紗線70制成的機織織物形式的固定裝置69的實施例。 如圖21所示，復合紗線70由兩種類型的紗線構成由活性纖維部件的線71構成的活性纖 維部件紗線72 ；和由初始纖維部件的線73構成的初始纖維部件紗線74。圖22和圖23示出了機織織物形式的固定裝置68的實施例，所述機織織物由代替 圖19至圖21所示的復合紗線的替代的不同類型的紗線制成。如圖22和圖23所示，替代 的不同類型的紗線包括以下紗線由活性纖維部件的線71構成的活性纖維部件紗線75 ；和 由初始纖維部件的線73構成的初始纖維部件紗線76。圖M和圖25示出了由替代的不同類型的紗線制成的機織織物形式的固定裝置67 的另一實施例。這里，替代的不同類型的紗線包括以下紗線由活性纖維部件的線71構成 的活性纖維部件紗線75 ；和由終止纖維部件的線78構成的終止纖維部件紗線77。圖沈和圖27示出了不同狀態中的固定裝置67。圖沈示出了在未延長狀態中使 用之前的固定裝置的一部分。這里，將活性纖維部件75示出為是未伸展的，并且，將終止纖 維部件77示出為是盤繞的和/或壓縮的。圖27示出了在施加力之后的固定裝置的一部分， 該力的施加將裝置延長至其最大長度。這里，將活性纖維部件75示出為是在伸展之后的， 并且，將終止纖維部件77示出為是展開的。圖觀和圖四示出了由復合紗線80制成的針織織物形式的固定裝置79的另一實 施例。如圖四所示，復合紗線80由纏繞在活性纖維部件81周圍的終止纖維部件82構成。圖30和圖31示出了縫編(stitched bonded)織物形式的固定裝置89的另一實 施例，通過將終止纖維部件紗線83編織或縫合成無紡布織物84來制造縫編織物。如圖31 所示，無紡布織物可由活性纖維部件紗線85構成。而且，無紡布織物可由雙部件粘合纖維 86構成，雙部件粘合纖維86由高熔點聚合物87和低熔點聚合物88構成。這里，雙部件粘合纖維83的內核可由高熔點聚合物87形成，并且，雙部件粘合纖維83的外套可由低熔點 聚合物88形成。可將兩個活性纖維部件(紗線85和雙部件粘合纖維86)混合在一起，并 使其延伸通過加熱濾器，加熱濾器導致低熔點聚合物熔化并將整塊物體組合在一起。固定裝置89的此實施例的最終形式可以是能夠伸展的平面織物。織物的伸展導 致終止纖維部件的編織物伸展并延長。一旦終止纖維部件達到其最大針織織物伸展量，織 物便將停止伸展。圖32是一個示例固定裝置90的側視圖。這里，固定裝置包括由多條在標準方平 組織中編織的終止纖維部件紗線94構成的外套92。在此實施例中，固定裝置可包括多條經 紗形式的隔開的初始纖維部件紗線96，所述經紗在套92的編織物內平行地延伸。如圖33 所示，在套的芯部內，固定裝置90可包括由活性纖維部件紗線99的扁平編織物構成的活性 纖維部件98。在固定裝置的此實施例中，可將初始纖維部件紗線96粘結至套92中的終止纖維 紗線94，以將固定裝置以壓縮且穩定的形式保持在一起。當用來阻止下落的物體或人時， 下落的物體或人的初始力將導致初始纖維斷裂，這使套自由展開，并使活性纖維部件98伸 展。活性纖維部件98的伸展消除物體和人中的動能。然后，在達到套的最大展開量時，套 將使物體和人完全停止。示例 1進行了圖4所示的固定裝置19的測試示例。為了進行此測試示例，活性纖維部件 紗線20由平行纏繞的具有大于8. 5活性延長的活性延長因子的13端的1727丹尼爾聚酯 (denier polyester)形成。而且，在此測試示例中，外套(終止纖維部件21)由每英寸扭曲 1. 25轉的、具有0%的活性延長的10端的1000丹尼爾高韌性聚酯形成，每個線軸中的2條 紗線的編織比例大于1. 1，以M個載體五月柱(carrier maypole)編織。對下落72英寸的 220磅的重物來測試所產生的固定裝置。從74. 25英寸的初始長度，固定裝置延長41. 2英 寸的總長，以停止測試重物的下落。示例 2進行了圖7所示的固定裝置四的測試示例。為了進行此測試示例，活性纖維部件 紗線30由65端的1727丹尼爾聚酯形成(該1727丹尼爾聚酯的活性延長因子大于8. 5活 性延長)，每個線軸1條紗線，以45度角編織，每英寸扭曲1. 25轉，且以M載體五月柱編 織。終止纖維部件紗線31由30端的1000丹尼爾高韌性聚酯形成(其具有0%的活性延 長)，每英寸扭曲1. 25轉，每個線軸具有1條紗線，其具有大于1. 1的構造比例和16個載體 五月柱編織。填充部件32包括4個端部，3/8英寸的聚乙烯泡沫支持桿(backer rod)。用 下落6英尺的距離的220磅的測試重物來測試固定裝置的此示例。從73. 76英寸的初始長 度，固定裝置經歷34. 25英寸的總延長，以停止測試重物的下落。示例 3進行具有與圖32所示固定裝置89相似的構造的固定裝置的測試示例。為了進行 此測試示例，活性纖維部件98由田納西州約翰遜城(Johnson City, TN)的FIT纖維公司制 造的3430丹尼爾的無定向(未拉伸)聚丙烯紗線構成。將活性纖維部件98預先裝配成由 66載體扁平編織物中的226380的總丹尼爾構成的包芯紗(core yarn)。經緯密度(pick count)產生大約45度編織角的緊密編織物，產生用作具有1.5英寸的近似寬度的包芯紗的活性纖維部件98。而且，在此測試示例中，外套92(包括終止纖維部件紗線94)由商標為凱夫拉爾 (Kevlar)的芳綸構成，其由弗吉尼亞州里士滿市(Richmond，VA)的Ε. I Dupont de Nemours & Co.制造。將終止纖維部件紗線94的編織物構造為具有3000丹尼爾類型的四凱夫拉爾 (3000 denier type 29 Kevlar)的一端。初始纖維部件紗線96相當于這樣的復合初始纖維部件紗線，其構造為具有300 丹尼爾的平行纏繞的雙部件皮芯紗的4端；以及之前討論的3430丹尼爾無定向聚丙烯的4 端。雙部件皮芯紗由田納西州約翰遜城的FIT纖維公司制造的熔點為480華氏溫度的聚酯 芯和熔點為107華氏溫度的聚乙烯套構成。在套92的構造過程中，在恒定張力下，將復合初始纖維部件紗線96供應入12個 經管中(經管裝配至Ratera，^載體，140mm五月柱編織機)。在恒定張力下，將包括活性 纖維部件98的預先裝配的包芯紗供應入套的編織物的中心中。在包芯紗上和在包括復合 初始纖維部件紗線96的經紗周圍，編織套92的終止纖維部件紗線94。對個線軸均包括終 止纖維部件紗線94的單一一端。然后，用改進的編織物染料形成具有1. 5英寸的內徑的外套92。將染料設計為，使 終止纖維部件紗線94的每個連續層前進。修改編織機的啟動設置(takeoff)以適應扁平 結構，并且，其裝配有一對熱輥，該一對熱輥環繞初始纖維部件紗線96的外皮并將它們粘 結至套92的，使最終產品穩定，用于進入成品單元的附加處理。在此示例和/或其它示例中(其中，在活性纖維部件芯部周圍編織套)，可在進入 編織模具之前對活性纖維部件施加粘合劑。圖35示出了編織機150的示例，其構造為，在活 性纖維芯部巧4周圍的改進的編織染料(braiding dye) 152上編織終止纖維套。在此示例 中，可將噴射裝置156定位為，當芯部進入編織機150時，用粘合劑158涂覆活性纖維芯部 154的外部。在此示例中所使用的粘合劑可包括能夠沿著芯部將套保持在適當位置并防止 終止纖維套的過早延長的粘合劑。然而，該粘合劑必須還能夠在預定量的力的作用下使在 套和芯部之間的粘合劑的粘結結合斷裂，以允許套和芯部的延長。例如，在系索的情況中， 可使用這樣的粘合劑其將使得套和芯部之間的粘結結合能夠響應于人下落的初始力而斷 裂。可在系索應用中使用的粘合劑的示例包括Simalfa X357，其是丙烯酸樹脂和合成橡 膠分散在水中的水性粘合劑，其由位于新澤西州07506霍索恩市林肯街15號(15 Lincoln Street, Hawthorne, NJ 07506)的 Alfa 粘合劑公司提供。可在用于固定人、船或其它物體的多種不同類型的設備中使用之前的固定裝置示 例。例如，可將圖32所示的固定裝置90整合在圖36所示的保險環200中。這種環可包括 由示例的固定裝置90構成的環，固定裝置90經由緊固件208與鉤子210連接。圖37示出 了在被夾緊或向下卷曲的緊固件208將固定裝置90的相對端202 —起保持在鉤子上之前 的保險環200的側視圖。例如，緊固件208可包括齒206，其嵌在固定裝置90中，以將保險 環保持在一起。與鉤子210相對的保險環的一端204還可包括加固材料212，以將在保險環 與錨點、另一鉤子或其它支撐物連接的位置處的對保險環的損壞最小化。另外，可用用于安 全識別的顏料(例如，黃色)和/或其它用于磨損保護的材料涂覆固定裝置90。圖38至圖44示出了使用一個或多個前述固定裝置的設備的其它示例。例如，圖 38示出了包括固定裝置的系泊環300，該固定裝置被構造為用于將系泊纜312安裝至如圖40所示的系泊柱311。在使用中，系泊環300可以相當于保險線，該保險線在預定量的力下 提供延長，以將系泊纜的利用多余力回擊的斷裂最小化。圖39示出了系泊環300的橫截面視圖。在此示例中，系泊環由防回拉套構成，其 包圍初始纖維部件302和活性纖維部件303的連續環的部分。初始纖維部件302可以是三 股繩的形式，其端部共同接合成連續的環。活性纖維部件303也可以是三股繩的形式，其端 部共同接合成連續的環。在此示例中，防回拉套可由機織尼龍或其它能夠包圍初始纖維部 件和活性纖維部件的材料構成。當初始纖維斷裂時，防回拉套包含斷裂的初始纖維，并防止 對鄰近的人或物體出現損傷或損害。然后，活性纖維可伸展，以減小系泊纜312中的力。圖41示出了包括示例固定裝置的繩索保險線400的示例。繩索保險線由聚集的或 壓縮的機織管402構成，機織管402在401處固定至其本身，以形成連續的環。如圖42所 示，機織管可包圍多股活性纖維部件403的線/紗線以及一條或多條初始纖維部件404的 線/紗線。圖43示出了繩索保險線400的內橫截面。與之前描述的系泊環一樣，活性纖維 部件403和初始纖維部件404可具有接合在一起以形成連續的環的端部。在此示例中，當 初始纖維部件響應于預定量的力而斷裂時，活性纖維部件在聚集的機織管展開成完全展開 的管的過程中可延長。活性纖維部件的延長用來使物體減緩對繩索保險線施加力。當機織 管達到其完全展開結構時，其用來停止繩索保險線的進一步延長。圖44示出了包括示例固定裝置502的安全系索500的替代示例。這里，系索可由 固定裝置502構成，鉤子514和516安裝至系索每端。固定裝置可由聚集的機織管501構 成，機織管501由終止纖維部件構成。如圖45所示，聚集的機織管501可包圍初始纖維部 件512和活性纖維部件513，其端部也固定至鉤子514、516。在此示例中，當初始纖維部件 響應于預定量的力而斷裂時，活性纖維部件可在聚集的機織管展開成完全展開的管的過程 中延長。活性纖維部件的延長用來使物體減緩對系索施加力。當機織管達到其完全展開結 構時，其用來停止系索的進一步延長。圖46示出了包括示例固定裝置603的安全系索600的另一替代示例。這里，系索 可由固定裝置602構成，鉤子614和616安裝在系索每端。固定裝置可包括兩個平行的機 織網601，機織網601由端部安裝至鉤子614、616的終止纖維部件構成。固定裝置還可包括 端部安裝至鉤子614、616的活性纖維部件602。圖46示出了在使用之前的具有聚集折疊形 式的兩個機織網601的系索和在延長之前的活性纖維部件602。圖47示出了在使用之后的 具有展開形式的兩個機織網601的系索和被延長的活性纖維部件602。圖48還示出了圖 47所示的系索的展開形式的橫截面視圖。將理解，沒有按比例繪制圖46至圖48。在示例 實現方式中，延長形式的安全系索600可以是非延長形式的安全系索的長度的若干倍。如圖49所示，活性纖維部件602可由編織成繩索或其它形式的活性纖維部件的線 /紗線611構成。另外，系索600可包括穿過活性纖維部件繩延伸的初始纖維部件的線/紗 線612，初始纖維部件的線/紗線612具有安裝在鉤子614、616上的端部。在此示例中，當 初始纖維部件響應于預定量的力而斷裂時，活性纖維部件可在兩個聚集的機織網展開成完 全展開的形式的過程中延長。活性纖維部件的延長用來使物體減緩對系索施加力。當兩個 機織網達到其完全展開結構時，其用來停止系索的進一步延長。因此，實施例的固定裝置實現了至少一部分上述目的，消除了在使用現有裝置和 系統中遇到的困難，并獲得了這里描述的有用的結果。
在以上描述中，為了簡潔、清楚和理解的目的，已經以作為實施例的方式描述了某 些術語。然而，這并不意味著有任何不必要的限制，因為這種術語用于描述性目的，并且，旨 在寬泛地對其進行解釋。此外，這里的描述和圖示是通過示例來進行的，本發明不限于所示 或所述的特征。此外，在權利要求中，應將任何被描述為用于執行功能的裝置的特征解釋為，包括 本領域技術人員已知的能夠執行所述功能的任何裝置，并且，不應認為其限制于所示或所 述的用于執行以上描述中的所述功能的特定裝置或僅限制于其等同物。已經描述了本發明的特征、發現和原理，將在權利要求中闡述本發明的構造和操 作方式、所獲得的任何優點和有用結果；新的和有用的結構、裝置、元件、布置、零件、組合、 系統、設備、操作、方法、處理和關系。
權利要求
1.一種設備，包括 固定裝置，包括活性纖維部件，其中，所述活性纖維部件包含以下纖維中的至少一種未拉伸的疏水聚 合物纖維和基本上未拉伸的疏水聚合物纖維，其中，所述活性纖維部件用來響應于負載而 伸展；以及以下部件中的至少一個終止纖維部件，其中，所述終止纖維部件處于壓縮狀態中，并用來延長至一定長度，所 述終止纖維部件在該長度用來防止第一活性纖維部件響應于負載的進一步伸展；以及初始纖維部件，其中，所述初始纖維部件用來斷裂并允許所述第一活性纖維部件響應 于負載而伸展。
2.根據權利要求1所述的設備，其中，所述固定裝置包括所述終止纖維部件和所述初 始纖維部件。
3.根據權利要求2所述的設備，其中，所述設備相當于系索，其中，進一步包括至少一 個鉤子，其中，所述固定裝置的至少一端安裝至所述至少一個鉤子。
4.根據權利要求3所述的設備，進一步包括兩個鉤子，其中，所述固定裝置包括由所述 終止纖維部件構成的兩個聚集的編織網，其中，所述兩個聚集的編織網的相對端被安裝至 所述鉤子，其中，所述活性纖維部件和所述初始纖維部件的相對端被安裝至所述鉤子。
5.根據權利要求1所述的設備，其中，所述活性纖維部件是編織繩的形式。
6.根據權利要求1所述的設備，包括終止纖維部件，其中，所述終止纖維部件是圍繞所 述編織繩延伸的編織套的形式。
7.根據權利要求1所述的設備，進一步包括將所述編織套的至少一部分粘結至所述編 織繩的粘合劑。
8.根據權利要求6所述的設備，其中，所述固定裝置進一步包括在所述活性纖維部件 和所述終止纖維部件之間的所述編織套內延伸的填充部件。
9.根據權利要求8所述的設備，其中，所述填充部件包含泡沫材料。
10.根據權利要求1所述的設備，其中，所述活性纖維部件包含聚丙烯。
11.根據權利要求1所述的設備，包括終止纖維部件，其中，所述終止纖維部件包含芳綸。
12.根據權利要求1所述的設備，包括初始纖維部件，其中，所述初始纖維部件包含聚
13.根據權利要求1所述的設備，其中，所述活性纖維部件用來無恢復地延長至少 225%。
14.一種方法，包括編織活性纖維部件的線，其中，所述活性纖維部件包括以下纖維中的至少一種 未拉伸的疏水聚合物纖維；和基本上未拉伸的疏水聚合物纖維，其中，所述活性纖維部 件用來響應于負載而伸展；在所述活性纖維部件周圍形成編織套，其中，所述編織套由終止纖維部件構成，其中， 所述終止纖維部件處于壓縮狀態中并用來延長至一定長度，所述終止纖維部件在該長度用 來將所述活性纖維部件響應于負載的進一步伸展最小化。
15.根據權利要求14所述的方法，其中，(b)包括形成其中具有初始纖維部件的編織 套，其中，所述初始纖維部件用來斷裂并允許所述第一活性纖維部件響應于負載而伸展。
16.根據權利要求14所述的方法，其中，(b)包括形成在所述編織套和所述活性纖維部 件之間具有填充部件的編織套，其中，所述填充部件用來響應于所述編織套的延長而分裂。
17.根據權利要求14所述的方法，進一步包括，在所述活性纖維部件周圍形成所述編 織套之前，對所述活性纖維部件施加粘合劑。
全文摘要
本發明提供一種固定裝置，其由活性纖維部件和終止纖維部件與初始纖維部件中的至少一個組成。活性纖維部件包括以下纖維中的至少一種未拉伸的聚合物纖維和基本上未拉伸的聚合物纖維，其中，第一活性纖維部件用來響應于負載而伸展。終止纖維部件處于壓縮狀態中并用來延長至一定長度，終止纖維部件在該長度用來防止第一活性纖維部件響應于負載的進一步伸展。初始纖維部件用來響應于預定的力而斷裂并允許第一活性纖維部件響應于負載而伸展。
文檔編號D07B1/04GK102089473SQ200980127343
公開日2011年6月8日 申請日期2009年7月17日 優先權日2008年7月18日
發明者托馬斯·W·費爾德斯 申請人:托馬斯·W·費爾德斯