绳索交叉结构、绳索比赛装置和用于生产绳索交叉结构的方法及用于执行该方法的设备

摘要

本发明公开涉及用于将绳索线彼此固定的绳索交叉结构以及具有根据本发明的至少一个绳索交叉结构的绳游戏装置。本发明还涉及用于生产根据本发明的绳索交叉结构的方法和构造以执行用于生产绳索交叉结构的发明的方法的装置。根据本发明的绳索交叉结构用于将绳索线彼此固定，并且包含至少两个交叉绳索线(20，30)和环(10)，其中环(10)具有内部开口(12)，相对于要被固定的绳索线的数量，开口(12)包括两倍数量的大致径向延伸接收区域(13)，并且其中形成隆起(21，31)的绳索线(20，30)的相应线段容纳在彼此面对的两个相应接收区域(13)中，以使交叉绳索线的隆起(21，31)布置在环(10)的各自的相对侧。接收区域的不受阻碍宽度LW与在此接受区域中形成隆起(21，31)的绳索线的直径D的比率，是LW/D＝0.8至0.98。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将绳索线彼此固定的绳索交叉结构，以及具有根据本发明的至少一个绳索交叉结构的绳索比赛装置。本发明还涉及用于生产根据本发明的绳索交叉结构的方法和执行本发明的用于生产绳索交叉结构的方法的设备。 

背景技术

特别地，在所谓具有三维网状绳的绳索比赛装置中，，在比赛或登山操作过程中，交叉绳索的连接位置需要被保持，以确保攀登儿童的安全，并保持三维网状绳索的形状。 

为此，所谓的四叶形环或苜蓿叶形环(cloverleaf ring)是已知的，绳索的两个环或隆起(bulge)通过苜蓿形环被引导，从而它们在环中交叉并且邻接所述隆起的绳索线段在环的相对侧上延伸。更特别地，在用环实现的交叉点处，交叉点在这里由绳索线段之间的环绕角(encompassing angle)固定。期望克服交叉点的无意运动的安全性越高，常规苜蓿形环的环绕角越大。换句话说，必须使用比较宽广的苜蓿形环来实现安全交叉点，或者必须采用附加安全元件来绝对地和/或非绝对地阻挡苜蓿形环的无意移位。 

发明内容

本发明的目标是提供绳索交叉结构(rope crossing)和方法，以及生产绳索交叉结构的设备，以低的材料和/或生产成本确保相邻绳索线的安全和可靠交叉连接。 

采用根据本发明的权利要求1的绳索交叉结构获得该目标。该绳索交叉结构的优势实施例在从属权利要求2至4中说明。 

有利地包括至少一个和几个根据本发明的绳索交叉结构的绳索比赛装置记载在从属权利要求5中。 

用于生产根据本发明的绳索交叉结构的方法记载在独立权利要求6中，该方法的优选实施例记载在从属权利要求7至9中。 

用于执行本发明的方法和因而用于生产根据本发明的绳索交叉结构的设备记载在独立权利要求10中，该设备的优选实施例记载在从属权利要求11至15中。 

根据本发明，提供用于将绳索线彼此固定的绳索交叉结构，包括环和至少两根交叉绳索线，其中，所述环具有内部开口，该内部开口包括数量为将被固定的绳索线的数量的两倍的大致径向延伸接收区域，其中绳索线中形成隆起的相应线段容纳在彼此面对的两个相应接收区域中，以使交叉绳索线的隆起布置在所述环的相对侧。根据本发明，接收区域的不受阻碍宽度LW与在此接受区域中形成隆起的绳索线的直径D的比率是LW/D＝0.8至0.98。这意味着，接收区域的不受阻碍宽度LW比在此接收区域中形成隆起的绳索线的直径小一定比例。以此方式，特别地环与接收区域之间，但也是环与绳索线之间的静摩擦力足够大，以使环稳固地固定于在环的内部交叉的两根绳索线上。 

环环绕两根绳索线的隆起。在此文中，术语隆起(bulge)表示简单的开口式绳索环，即，绳索线的U形路径。环的内部开口的轮廓近似对应于四叶苜蓿(four-leaf clover)。内部开口的接收区域因此用于接收绳索线段。各个绳索线或其隆起布置在相对的接收区域中。接收区域本质上具有悬索曲面(catenoid)的形式，其中顶点区域优选地通过半圆描绘，线性的、优选相互平行的壁部连接到所述半圆。然而，本发明并不限于此接收区域形状，并且代替的是，这些接收区域也可以是凹形区域，其中绳索线段的一侧至少在一定区域中接触这些凹形区域。接收区域的不受阻碍宽度(unobstructed width)是两个壁部之间的最大距离，这两个壁部优选线性地且相互平行地延伸，并且形成各个接收区域的一部分。在具有相互平行的壁部和所连接的半圆形顶点区域的情况下，接收区域的不受阻碍宽度因此是顶点区域的半圆的直径。 

所述环优选地在内部开口也设置在其中的平面中延伸。环的对称轴线 以及内部开口的纵向轴线(它们优选彼此一致)因此垂直于环平面延伸。在固定状态中，绳索线的隆起位于环的相对侧上，并且有利地至少部分地在环平面以外。在优选的实施例中，外部形状匹配内部开口的形状，以使外部形状的轮廓对应于内部形状的成比例的轮廓。在可替换实施例中，环的外侧还可以具有圆形形状。环优选地是由铝合金制成的冲压部件。 

根据本发明的绳索交叉结构具有的优势在于，由于绳索线的弹性和环的较小的变形程度，环和容纳在环中的绳索线之间存在挤压作用力，该挤压作用力产生摩擦力，以使绳索在交叉点处以及在绳索线之间的接触点中彼此固定。在具有金属部分的绳索(其典型地用于绳索比赛装置)的优选应用中，至少在绳索比赛装置上攀登时经历的正常负载下，影响稳定性的摩擦力通常大到足以防止在绳索线的一个上的交叉点的偏移。 

可以仅使用比传统四叶苜蓿形环少的材料制造根据本发明的绳索交叉结构的环，因为接收区域的不受阻碍宽度小于传统的环的宽度，从而环的外径也能够保持较小。此外，没有额外的元件需要设置在超过两个绳索线的一个上来防止交叉点偏移。然后变得显然的是，采用本发明，需要较少的材料，并且在制造和安装根据本发明的绳索交叉结构的过程中，花费更少的时间和精力，以安全地和成本有效地固定绳索交叉结构。使绳索线彼此固定的摩擦力从环和各根绳索线之间的挤压作用力产生，并且从绳索线本身之间的挤压作用力产生。通过各自隆起形成的环绕角(encompassing angle)则不再是用于固定绳索线的决定因素，以使在绳索交叉结构点处围绕绳索线段的相对小角度的绳索线也可以使用本发明而彼此固定。使用根据本发明的绳索交叉结构，即使在各根绳索线在相对小角度处交叉时，在绳索网络中也能够设置安全连接。 

实验表明，接收区域的不受阻碍宽度LW与在凹槽中形成隆起的绳索线的直径D的比例应为LW/D＝0.9至0.92。例如，用于绳索直径D＝18毫米的不受阻碍宽度是LW＝17毫米。 

优选地，绳索线大致在环的中心处和在环的平面中交叉。换句话说，绳索线的隆起的内侧的接触点也位于环的内部开口的中心处，以及位于环的垂直于内部开口的对称轴线和/或纵向轴线的壁的投影区域中。 

根据本发明的绳索交叉结构的另一个有利实施例，绳索线可以具有金 属部分。优选地，金属部分实施为具有金属部分的中心股线-以绳索线中的金属线绳的形式。任选地，金属股线可以由尼龙股线环绕，尼龙股线也可以具有金属部分。金属股线可以形成绳索线的核心，或者可以是具有金属部分的股线并且围绕核心缠绕。可替换地，可使用聚丙烯股线而不是金属股线。如果绳索线包括上述优选金属股线，可以将其制造得如此坚固，以使绳索线的横截面积的25％是由金属部分形成的。 

金属股线的使用确保各根绳索线具有相对高的弹性模量，以使在绳索线中由接收区域的小的不受阻碍宽度产生的相应的收缩相应地产生强大的法向反作用力，法向反作用力相应地产生取决于环和绳索线所采用的材料的大的摩擦力。 

根据本发明，还提供绳索比赛装置，特别地，可以是爬绳装置，或者其至少包括根据本发明的绳索交叉结构。绳索比赛装置的框架可以具有，例如，一种柏拉图(Platonic)形状的形状，其中，优选模拟框架形状的成比例的绳索或绳索线保持或拉紧成三维网络中，该三维网络适合攀登和/或保持绳索等，该绳索也可以被攀登。根据本发明的绳索交叉结构安全地防止绳索交叉点的无意的移动，从而减少在攀登过程中的风险并维持三维绳索网络的形状和结构。 

此外，本发明还提供用于生产根据本发明的绳索交叉结构的方法，其中第一绳索线被引导穿过环，从而形成布置在所述环的第一侧的第一隆起，并且第二绳索线被沿着所述环的第一侧引导，以由第一隆起环绕或者能够由第一隆起环绕，并且其中当第二绳索线由第一隆起环绕时，所述环和第一隆起朝向彼此移动，直到所述绳索线的彼此接触点实质上位于所述环的平面中。 

当形成布置在环的第一侧的第一隆起时，然后第一绳索线的邻近第一隆起的第一绳索线的部分布置在环的与第一侧相对的第二侧。如果第二绳索线已经沿环的第一侧被引导并且第一绳索线尚未形成第一隆起，但是只是在第二绳索线已经布置在环的第一侧以后形成第一隆起，则第二绳索线然后可以由第一隆起环绕。当第二绳索线由第一隆起环绕时，两个绳索线交叉。当环和第一隆起彼此接近时，第一隆起和环之间的距离减小。绳索线的彼此接触点在这里是绳索线的与绳索交叉相关的接触点。绳索线的这 个彼此接触点优选地正好在环的平面或厚度的中心，该平面对应于环的垂直于内部开口的纵向轴线的投影区域。当执行本发明的方法时，第一绳索线布置在两个接收区域中。由于环和第一隆起之间的相对运动，第二绳索线被拉入内部开口的余下的接收区域，所述余下的接收区域定向成垂直于第一绳索线的隆起布置在其中的接收区域，从而绳索线优选地彼此交叉垂直。结果，第一绳索线形成布置在环的第一侧的第一隆起，而第二绳索线形成布置在环的与第一侧相对的第二侧的第二隆起。绳索线的形成隆起的部分从所述环的与各个隆起相对一侧突出。在该方法的优选实施例中，第二绳索线在环与第一隆起相互接近之前穿过第一隆起，从而由第一隆起环绕。 

环和第一隆起的接近优选地使用在第一隆起上的挤压作用力获得。这意味着，环和第一隆起之间的相对运动通过在环的方向上在第一隆起上引入挤压作用力而实现，从而将环固定在其合适的位置。这克服环和绳索线之间的摩擦力。由于特别地用于绳索比赛装置的绳索线的高刚度，不存在第一绳索线扣住的风险。这特别地应用于优选地使用具有相对高的金属部分的绳索线。 

然而，本发明并不限于在第一隆起上施加挤压作用力。可替换地，拉力可以被引入形成第一隆起的两个绳索线段，同时固定环，以使第一隆起被拉入环，从而在第二绳索线中形成第二隆起。 

优选地，第一隆起的在环的第一方向上的运动足够宽广，从而绳索线之间的接触点实质上位于环的平面中。 

在另一个有利实施例中，环的至少一个接收区域被挤压在环的平面中，从而产生塑性变形并且减小不受阻碍宽度LW。这个方法步骤优选地在环的平面中产生绳索交叉结构以后执行，以使在此之后，绳索线之间以及各根绳索线与环之间的摩擦力增加。优选地，相对接的收区域被挤压，从而比仅通过将绳索线拉入各个接收区域更稳定地夹住绳索线。 

为了执行本发明的方法，提供用于生产根据本发明的绳索交叉结构的设备，具有：接收装置，用于以至少一个平移自由度非绝对地和/或绝对地固定环；第一作用力施加装置，能够与绳索线的隆起机械地、可操作地接触，并且使用第一作用力施加装置能够产生所述隆起的第一平移运动， 以使所述隆起的顶点远离所述环，其中，邻接所述隆起的绳索线段延伸穿过所述环；和第二作用力施加装置，能够与绳索线的隆起机械地、可操作地接触，并且使用第二作用力施加装置能够产生所述隆起的第二平移运动，以使所述隆起的顶点靠近所述环。由第二作用力施加装置产生的上述第二平移运动定向为与第一平移运动相反。上述这两种平移运动优选地发生在所述环的闭锁平移自由度(blocked translational degree of freedom)的方向上。 

在有利的实施例中，第一作用力施加装置是与本发明的设备的牵引装置机械地连接的钩子。通过在钩子中引入拉力，以及接合在隆起中的钩子可以被牵引与隆起一起离开，以使隆起或邻近隆起的绳索线段被拉动穿过环，并且在环的第一侧形成隆起，其中，该隆起足够大以使第二绳索线能够穿过。 

在可替换的实施例中，第一作用力施加装置也可以是挤压装置，使用该挤压装置挤压第一隆起穿过环。 

第二作用力施加装置优选地是机械地连接挤压装置的冲压机。取代上述挤压装置，替换地也可以使用牵引装置，该牵引装置可以连接到例如隆起的绳索线部分并且保持隆起更靠近环，从而通过形成第二隆起而将穿过该隆起的第二绳索线拉入所述环中。 

为了成本有效地设计本发明的设备，牵引装置和/或挤压装置是主轴传动机构。这意味着，牵引装置和挤压装置优选地由相同传动机构形成，例如由主轴传动机构形成。这个主轴传动机构可以作为第一作用力施加装置在隆起上施加牵引作用力，并且作为第二作用力施加装置在相同的隆起上施加挤压作用力。可行的替换实施例将是不同类型的传动机构或液压或气动装置，其能够产生相应的牵引和/或挤压作用力。这种牵引和/或挤压作用力可以通过使用优选地采用的主轴传动机构而容易地实现，主轴传动机构允许牵引或挤压绳索线到内部开口的较小尺寸的接收区域中，而不管它们的较大直径。除了主轴以外，主轴传动机构还包括支撑件，支撑件也可以被称为机架、框架或支撑件，并且其用于接收主轴及其轴承，以及用于在负载应用于主轴时接收反作用力。有利地，用于非绝对地和/或绝对地固定环的位置的接收装置也布置在此支撑件中。此外，支撑件也能够被 构造以具有用于接收主轴的相对狭窄区域，并且因此也用于接收被牵引进入或者被挤压进入的隆起，用于在隆起在压力下接近所述环时防止隆起的扣住(bucking)。支撑件还可以包括用于手动保持该设备的把手。任选地，主轴传动机构可以包括作为传动机构的马达或用于连接马达或手动曲柄的连接位置。 

特别地，在用相同主轴传动机构实现的第一和第二作用力施加装置的实施例中，钩子以其能够从适于牵引绳索的位置移除的方式布置在冲压机上。有利地，钩子布置在在冲压机中延伸的轴线上，用于围绕该轴线枢转，从而钩子能够切换到牵引位置并且因而布置在冲压机的面对隆起的一侧和隆起之间，以使钩子能够接合在隆起中并且牵引隆起。由于钩子布置在该轴线上，钩子也能够枢转，以使其不再布置在冲压机的面对隆起的一侧和隆起之间，使得在没有钩子本身妨碍的情况下，冲压机可以沿环的方向在隆起上施加挤压作用力。 

优选地，用于生产绳索交叉结构的本发明的装置具有至少一个驱动马达，其用于驱动第一和/或第二作用力施加装置。在该设备的一个实施例中，其中第一作用力施加装置不是用与第二作用力施加装置相同的单元实现，单独的驱动马达可以被布置用于第一作用力施加装置和第二作用力施加装置。然而，优选地，第一和第二作用力施加装置用主轴传动机构实现，主轴传动机构能够用单个驱动马达驱动，其中，该马达的旋转方向优选地能够被切换，以实现牵引运动和挤压运动。在使用马达的实施例中，本发明的设备因此是完整的、特别构造的线性模块。 

在可替换的实施例中，主轴装置可以包括曲柄或被配置用于连接到曲柄，以使根据本发明的绳索交叉结构也能够仅手动生产。 

因此，本发明的设备是能够手动移动到绳索交叉结构将被产生的位置的装置，在该位置其可以由操作员保持和操作。因此，本发明的设备适用于生产具有绳索交叉结构的绳索比赛装置，以及有利地适于在现场修复绳索比赛装置。 

附图说明

以下参照在附图中说明的示例性实施例，描述本发明。在附图中， 

图1以透视视图示出根据本发明的绳索交叉结构， 

图2以顶视图示出环， 

图3以横截面视图示出根据本发明的绳索交叉结构， 

图4示出环的修改实施例， 

图5至13以透视图示出根据本发明的用于生产根据本发明的绳索交叉结构的设备，该设备的各个元件处于不同的位置，以及 

图14示出该设备生产的根据本发明的绳索交叉结构。 

具体实施方式

图1说明根据本发明的绳索交叉结构1，显示具有像四叶苜蓿的内轮廓和外轮廓的环的绳索交叉结构1。第一绳索线20和第二绳索线30延伸穿过环10。两个绳索线20、30在环10的中心交叉。第一绳索线20因而形成第一隆起21(在图1不可见)，第二绳索线30形成第二隆起31。第二隆起31在这里布置在环的第二侧17。第一隆起21布置所述环的面对第二侧17的一侧。绳索线20、30穿过环10的内部开口12中的接收区域13的路径确保绳索线20、30交叉。 

图2显示10环的形状，其具有中心定位的大致十字形状内部开口12。内部开口12包括从环10的中心径向延伸的接收区域13。接收区域13具有由直壁部分15之间的相互距离限定的不受阻碍宽度LW。直壁部分15通过凹形顶点区域19相互连接。相对的接受区域13被配置以接收相应的绳索线20或30。 

特别地，图3图示，由于绳索线20、30的交叉，各个隆起21和31位于环的相对侧，即在环的第一侧16上和在环的第二侧17上。绳索线20、30的交叉点或绳索线20、30的彼此接触点50位于根据本发明的绳索交叉结构中，优选地位于环10的平面18的中心，从而绳索线20和30的两个隆起21和31从环10突出相等距离。绳索线之间的交叉点50或接触点优选位于环10的内部开口12的对称轴线11上。 

所采用的绳索线20、30优选包括至少一条金属股线23，金属股线或者位于如图所示的核心，或者可替换地环绕该核心。 

根据本发明，如图3所示，各个绳索线20或30的直径D比配置为接收此 绳索线的接收区域13的不受阻碍宽度LW稍大，如图2中更清楚地显示。这会在各个绳索线20、30与环10之间以及绳索线20、30之间产生很强的静摩擦力，从而在所需位置处将环10稳定地固定在绳索线20、30上。 

还如图3所示，邻近第一隆起的绳索线段22延伸到环10的与第一隆起21相对的第二侧17，并且邻近第二隆起31的绳索线段32延伸到环10的第一侧16。这意味着，第一绳索线20的顶点40位于环10的第一侧16。第二绳索线30的顶点40位于环10的第二侧17。 

在所采用的环10的修改中，所述环优选在其接收区域13已经环绕绳索线20和30时在至少一个接收区域13中卷曲或变形，使得不受阻碍宽度LW比顶点区域19的直径较小，从而增加绳索线20、30与环10之间的法向力，形成甚至更大的摩擦力。环10不仅能够如图4所示在一个接收区域13中变形，也能够在相对的接收区域中同样地收缩。 

为了执行本发明的方法，设置如图5至13所示的设备。该设备包括构造为保持件或框架的支撑件90。接触面91设置在支撑件90的端面上。用于接收环10的接收装置63靠近支撑件90设置。可随主轴传动机构71移动的托架100(在图5至13中只由点划线显示)设置在支撑件90中或者设置在支撑件90上。马达或手动曲柄在连接点110处连接到主轴传动机构71。能够环绕轴线83转动的钩子70形式的第一作用力施加装置布置在托架100(用虚线表示)上。托架100还包括冲压机(punch)80形式的第二作用力施加装置，其具有与接收装置63相关的承压面(pressure face)82。此外，把手92布置在支撑件上，用于该设备的手动操作。 

现在参照图5至13描述使用根据本发明的设备生产根据本发明的绳索交叉结构的方法。首先，托架100处于接收装置63被释放的位置。在图5中的环10能够插入接收装置63，如图6所示。当环10容纳在接收装置63中时，环10的移动自由度60受阻。如图7所示，托架100然后移动到钩子70在翻转向下时延伸穿过环10的位置。在这个位置中，如图8所示，能够推动第一绳索线20穿过钩子70或第一绳索线20能够被钩子70抓住。如图9所示，然后通过操作以主轴传动机构71的形式实施的牵引装置，托架100移动离开环10，从而由钩子70施加的牵引力72牵引第一绳索线20穿过环10，从而形成第一隆起21。这意味着第一隆起21执行第一平移运动61。此后，如图10 所示，钩子70环绕轴线83向外枢转，并且不再结合在第一隆起21中。如图11所示，第一隆起21然后被释放，从而第二绳索线30可以推动穿过第一隆起21，并且还穿过支撑件90中的相应凹槽。现在操作第二作用力施加装置或作为冲压机80的托架100然后由主轴传动机构81朝向环10移动，从而其承压面82邻接第一隆起21并且朝向环10推动隆起21，如图12所示。换句话说，第一隆起21响应于所施加的压力84执行第二次平移运动62。两个绳索线20、30然后在环10内交叉，如图12所示。 

托架100随后能够再次轻微移动远离环10，从而使所生产的绳索交叉结构1能够从该设备中移除。 

附图标记列表 

绳索交叉结构                        1 

环                                  10 

对称轴线                            11 

内部开口                            12 

接收区域                            13 

不受阻碍宽度                        LW 

直壁部                              15 

环的第一侧                          16 

环的第二侧                          17 

环的平面                            18 

顶点区域                            19 

第一绳索线                          20 

第一隆起                            21 

连接到第一隆起的绳索线段            22 

金属股线                            23 

第二绳索线                          30 

第二隆起                            31 

连接到第二隆起的绳索线段            32 

绳索线直径                          D 

顶点                                40 

绳索线的接触点、交叉点                50 

平移自由度                            60 

隆起的第一平移运动                    61 

隆起的第二平移运动                    62 

接收装置                              63 

第一作用力施加装置、钩子              70 

牵引装置、主轴传动机构                71 

牵引力                                72 

第二作用力施加装置、冲压机            80 

挤压装置、主轴传动机构                81 

承压面                                82 

轴线                                  83 

压力                                  84 

支撑件                                90 

接触面                                91 

把手                                  92 

托架                                  100 

连接点                                110