[0001] Die Erfindung betrifft ein Seil aus Fäden, Garnen, Zwirnen oder Litzen aus textilem
Fasermaterial, insbesondere Kunststoffasern und einer zusätzlichen Bewehrung aus vom
Fasermaterial abweichende Festigkeitseigenschaften aufweisendem Material.
[0002] Seile aus textilem Fasermaterial sind prinzipiell in Form von aus Litzen gedrehten
oder geschlagenen Seilen, in Form von geflochtenen Hohlseilen und auch in Form von
Seilen in Kern- Mantelkonstruktion bekannt, bei denen dann der Kern aus parallelen
oder geflochtenen Garnen oder Zwirnen und der Mantel aus einem Schlauchgeflecht besteht,
das den Kern umschließt.
[0003] Alle bekannten Seile der gegenständlichen Art zeigen in der Praxis eine mehr oder
weniger große Empfindlichkeit, wenn sie unter Belastung schärfer abgebogen, um scharfe
Kanten abgeleitet oder beim Betrieb starken Wechselbiegebeanspruchungen, insbesondere
um enge Radien, ausgesetzt werden.
[0004] Die vorliegende Erfindung befaßt sich vorwiegend mit Industrieseilen und Sicherungsseilen,
insbesondere Bergseilen.
[0005] Industrieseile können als geflochtene Hohlseile oder als geschlagene Litzenseile
ausgeführt werden. Die Erfindung befaßt sich besonders mit Industrieseilen, die beim
Betrieb um Umlenkrollen mit kleinen Radien geführt und damit starken Wechselbiegebeanspruchungen
ausgesetzt sind. Dies führt auch dann, wenn das Seil keinen wesentlichen Zugbelastungen
unterliegt, zu einem beträchtlichen Verschleiß. Seilrisse können zu langen Standzeiten
der mit entsprechenden Seilen ausgestatteten Maschinen führen, die mit hohen Kosten
verbunden sind. Eigene, durchgeführte Untersuchungen haben gezeigt, daß die relativ
geringen Standzeiten der bekannten Industrieseile entscheidend durch die Reibung des
Seiles in den Rillen der Führungsrollen, durch sonstige Scheuerbeanspruchungen, durch
die Faser-Faserreibung in den Seilelementen und dadurch verursacht werden, daß bei
den Wechselbiegebeanspruchungen und den Seilumleitungen vorgesehene Imprägnierungen
von den Fasern abblättern. Hohlseile ermöglichen eine raschere und einfachere Verbindung
von Seilenden und sind daher leichter auszubessern, bzw. wenn es sich um Endlosseile
handelt, leichter auszubessern oder auszuwechseln. Dagegen haben die bisherigen geschlagenen
Seile meist bessere Standzeiten.
[0006] Bei Sicherungsseilen und insbesondere Bergseilen, die meist als Seile in Kern-Mantelkonstruktion
ausgeführt werden, ist es an und für sich gelungen, die Seilfestigkeit so weit zu
erhöhen, daß ein Bergseil beim sogenannten Normfalltest viele Fallversuche aushält,
ehe es zu Seilbeschädigungen oder zu so starken bleibenden Seildehnungen kommt, daß
das Seil unelastisch wird. Beim Normfalltest wird aus einer bestimmten Höhe ein dem
Durchschnittskörpergewicht des Bergsteigers angepaßtes Gewicht, das am Seil hängt,
fallengelassen so daß es vom Seil abgefangen werden muß. Führt man den gleichen Test
allerdings unter Umleitung des Seiles um eine scharfe Kante durch, wobei unter "scharf"
Kanten mit einem Krümmungsradius unter 5 mm, insbesondere von 1 mm zu verstehen sind,
was in der Praxis der Umleitung des Bergseiles um eine Felskante entspricht, dann
kann es beim Auftreten eines entsprechenden Fangstoßes zu einem Bruch oder zumindest
einer eine weitere Verwendung des Seiles aus Sicherheitsgründen ausschließenden Beschädigung
kommen, selbst wenn der Fangstoß oder die Zugbelastung weit unter der sonst zulässigen
Belastungsnorm liegen.
[0007] Aufgabe der Erfindung ist demnach die Schaffung eines Seiles der eingangs genannten
Art, das als Industrieseil oder Sicherungsseil einsetzbar sein soll und das bei Wechselbiegebeanspruchungen
sowie bei der Umleitung um enge Radien bzw. scharfe Kanten eine wesentlich erhöhte
Lebensdauer bzw. Reißfestigkeit aufweist.
[0008] Für die Lösung anderer Aufgaben ist es bereits bekannt, Seile mit Elementen aus textilem
Fasermaterial mit einer zusätzlichen Bewehrung aus vom Fasermaterial abweichende Festigkeitseigenschaften
aufweisendem Material zu versehen.
[0009] Aus DE-A 22 22 312 ist es bekannt, in die tragenden Kunststoffäden eines hochbelastbaren
Kunststoffseiles Einlagerungen aus fadenförmigen Materialien einzubringen, die aus
hochverstreckbaren, jedoch nicht oder nicht vollständig verstreckten Werkstoffen bestehen
und in einer solchen Menge und Anordnung vorgesehen sind, daß bei Überlastungen des
Kunststoffseiles, also bei wesentlichem Überschreiten der zulässigen Zugbelastung,
ein stufenweiser Abbau der potentiellen Energie dieser Kunststoffäden erfolgt. Sinn
der vorgesehehen Armierung ist es, bei der Verwendung des elastischen Seiles für die
Schiffahrt beim Brechen des Seiles Unfälle zu vermeiden, die sonst durch Zurückschnellen
der Seilenden auftreten können.
[0010] Aus der DE-A 24 55 273 ist ein Kranseil aus mehreren verseilten oder geflochtenen
Litzen bekannt, bei dem die gleich- oder nahezu gleichlangen Seilelemente, also Litzen,
Zwirne oder Fäden, aus einem Kunststoff, insbesondere Polyamid geringer Bruchdehnung
und die für den inneren Aufbau nötigen kürzeren Seilelemente, Kernlitzen, Kernzwirne
oder Kernfäden aus einem Kunststoff mit größerer Bruchdehnung, beispieslweise aus
verstreckten Polyamid, Polyester oder Polypropylen bestehen und gegebenenfalls zusätzlich
das Seil oder die Litzen mit einem Mantel aus einschichtigem flexiblen Kunststoff
wie Polyurethan, Polyamid umhüllt sind. Durch die Herstellung der Seilelemente aus
verschiedenen Materialien soll erreicht werden, daß bei der Belastung des Seiles etwa
gleiche Spannungen in den hochfesten, gleichlangen Seilelementen auftreten und die
kürzeren Seilelemente infolge der auftretenden höheren Dehnung ebenfalls einen Beitrag
zur Zugfestigkeit des Seiles liefern, ohne daß sie schon bei relativ geringeren Belastungen
reißen. Durch die äußere Ummantelung oder auch durch eine Tränkung des Seiles mit
abriebfestem Kunststoff soll die Lebensdauer erhöht werden. In der Praxis hat allerdings
ein einfacher Mantel den Nachteil, daß er nicht einwandfrei am Seil haftet bzw. nach
kurzer Zeit rissig wird oder abblättert. Gleiche Nachteile treten überdies bei kunststoffummantelten
Drahtseilen auf, wie sie aus der DE-B 12 21 926 bekannt geworden sind.
[0011] Aus der DE-A 15 10 114 ist ein elastisches Seil für Sicherungszwecke bekannt, das
einen aus Drähten geflochtenen Mantel und einen nach der Herstellung des Mantels in
diesen eingespritzten Kern aus schäumbaren Kunststoffmaterial, insbesondere Polyurethanschaum,
aufweist, wobei der Mantel bei der Fertigung vorzugsweise eine Lackbeschichtung zur
Gewährleistung der notwendigen Korrosionsbeständigkeit erhält. Ein derartiges Seil
besitzt wegen der geringen Tragfestigkeit des Kernes eine nur geringe Zugfestigkeit.Bei
Biegewechselbeanspruchungen kann es zu einem Zerbrechen des Kernes und damit zum Unbrauchbarwerden
des Seiles kommen. Dementsprechend ist das Einsatzgebiet des Seiles vorwiegend auf
Spezialfälle, beispielsweise als Fangseil für Kraftfahrzeuge an Stelle von Leitplanken,
beschränkt.
[0012] Schließlich ist es aus der FR-A 21 66 695 bekannt, bei einem Bergseil in Kern-Mantelkonstruktion
um den Kern zwei aus gleichen Materialien in gleicher Machart gefertigte Mäntel vorzusehen,
um die Sicherheit und Abriebfestigkeit zu erhöhen, wobei man davon ausgeht, daß der
Außenmantel zuerst verschleißen wird und es erst dann zu einem Verschleißen des Innenmantels
kommt. Für die Erhöhung der Bruchsicherheit bei einer unter Umleitung des Seiles um
eine scharfe Kante auftretenden Fangstoßbelastung ist durch diese Maßnahme nichts
gewonnen.
[0013] Nach der Erfindung wird die oben näher definierte Aufgabe dadurch gelöst, daß die
an der Außenoberfläche des Seiles oder eines Seilkernes liegenden Fäden, Garne, Zwirne
oder Litzen durch mitlaufende Monofilamente bzw. Drähte bewehrt und/oder diese Fäden,
Garne, Zwirne oder Litzen, ein Seilkern oder das gesamte Seil mit Monofilamenten umwunden,
umflochten oder umsponnen sind, wobei die Monofilamente bzw. Drähte gegenüber dem
textilen Fasermaterial größere Härte und gleiche oder geringere Bruchdehnung aufweisen.
[0014] Beim erfindungsgemäßen Seil erfüllt die Bewehrung eine Doppelfunktion. Die außen
liegenden härteren Teile bilden einen Abriebschutz durch den ein Aufreiben der übrigen
Seilelemente an Umlenkrollen u. dgl. verhindert bzw. verzögert wird. Bei der bevorzugten
Anbringung der Bewehrung in Form einer Umflechtung oder Umspinnung hält die Bewehrung
den bewehrten Teil in sich zusammen, wodurch die Faser-Faserreibung verringert, das
Loslösen einer Imprägnierung unter'auftretenden Wechselbeanspruchungen verhindert
und auch dem Abspringen der Fasern bei der Umleitung des Seiles um kleine Radien bzw.
scharfe Ecken entgegengewirkt wird. Es wurde beobachtet, daß ein Seil bei der scharfkantigen
Umleitung unter gleichzeitiger Zugbelastung in der Form bricht, daß die Fasern nacheinander
reißen. Hält man die Seilelemente durch die Bewehrung in sich zusammen, so wird diesem
einzelnen Abreißen der Fasern entgegengewirkt und es wird eine Berührung der Fasern
mit der Kante oder Umlenkrolle od. dgl. an der die Umleitung erfolgt, verhindert.
Die Monofilamente werden vorzugsweise aus Nylon, Perlon, Polyester, Polyamid usw.,gegebenenfalls
auch aus Metall hergestellt. Bei der Anbringung der Bewehrung in Form einer Umflechtung
oder Umspinnung verläuft ein einzelnes Monofilament od. dgl. als Schraubenwendel um
das von ihm geschützte Seilelement, welche Wendel trotz der Verwendung eines relativ
steifen Materials leicht biegbar ist.
[0015] Man kann auch bei dem erfindungsgemäßen Seil eine Beschichtung vorsehen. Dabei sind
aber die die Bewehrung bildenden Monofilamente bzw. Drähte ganz oder teilweise in
die an sich bekannte Beschichtung oder Umhüllung der Fäden, Garne, Zwirne, Litzen,
des Seilkernes oder. Seiles eingebettet, wodurch auch die Umhüllung, die beispielsweise
aus Kunststoffmaterial, wie PVC, Polyamid, Polyester oder Polyurethan bzw. aus gummielastischem
Material wie Kautschuk, besteht, besser als bisher am Seil verankert und in sich bewehrt
wird.
[0016] Um die Haupteigenschaften des Seiles zu erhalten und trotzdem die Lebensdauer wesentlich
zu erhöhen, genügt es, wenn der Anteil der die Bewehrung bildenden Monofilamente bw.
Drähte unter 10 % insbesondere unter 2 % des Seilquerschnittes beträgt.
[0017] Bei der Anwendung des Erfindungsgedankens auf ein Sicherungs- bzw. Bergseil in Kern-Mantelkonstruktion,
bei dem der Kern aus parallelen oder geflochtenen Zwirnen und der Mantel aus einem
Schlauchgeflecht besteht, wird der Kern mit einer über die Seillänge durchlaufenden
Umflechtung oder Umspinnung aus den Monofilamenten versehen, deren Dicke nur einen
Bruchteil der Dicke des Schlauchgeflechtes ausmacht.
[0018] Ein Industrieseil, das als Hohlseil aus Garnen oder Zwirnen geflochten ist, kann
in der Form bewehrt sein, daß die Garne oder Zwirne ihrerseits eine Umflechtung oder
Umspinnung aus den Monofilamenten oder Drähten aufweisen, deren Dicke l - 5 % des
Garn- oder Zwirndurchmessers, beispielsweise 0,2 mm beträgt.
[0019] Bei einem geschlagenen,gedrehten oder geflochtenen Seil mit aus Fäden, Garnen oder
Zwirnen aufgebauten Litzen können die Außenlitzen je wenigstens ein Bewehrungsmonofilament
enthalten, welches einen Außenfaden, -zwirn oder ein Außengarn ersetzt, darin eingebettet
ist oder mit diesen Fäden, Zwirnen oder Garnen mitläuft. Dieses Bewehrungselement
bzw. der mit ihm versehene Außenfaden od. dgl. liegt zumindest im Bereich größerer
Teile der Seillänge an der Seiloberfläche und schützt so das Seil vor Abrieb.
[0020] Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes gehen aus der nachfolgenden
Zeichnungsbeschreibung hervor
[0021] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht. Es
zeigt
Fig. 1 ein Bergseil in Kern-Mantelkonstruktion vergrößert in Ansicht bei stufenweise
abgenommenem Mantel und abgenommener Umhüllung,
Fig. 2 in größerem Maßstab einen Querschnitt durch eine mögliche Ausführung einer
Seillitze oder eines Seilzwirnes,
Fig. 3 als Detail dazu stark vergrößert eine Ausführungsvariante der Bewehrung,
Fig. 4 ein geflochtenes Hohlseil in gegenüber der Fig. l kleinerem Maßstab in Ansicht,
Fig. 5 als Detail zu Fig. 4 ein zur Herstellung des Seiles nach Fig. 4 dienendes Garn
in Ansicht und
Fig. 6 in größerem Maßstab eine für die Herstellung eines geschlagenen Seiles verwendbare
Litze im Querschnitt.
[0022] Das Seil nach Fig. l besitzt einen Kern aus parallelen Zwirnen 1 oder Faserbündeln,
die gegebenenfalls auch verseilt oder verflochten sein könnten, einen Mantel 2 aus
einem Schlauchgeflecht, bei dem jeweils Paare von Einzelfäden in gegenläufigen Schraubenlinien
um den Kern 1 verlaufend miteinander verflochten sind, und eine Bewehrung aus einer
um den aus den Zwirnen 1 gebildeten Kern angebrachten strumpfartigen Umflechtung 3
aus Monofilamenten, die aus Nylon oder Perlon bzw. einem Polyester oder Polyacryl
bzw. aus Polyamid bestehen. Beim Ausführungsbeispiel verlaufen die Fadenpaare im Mantel
2 nach achtgängigen Schraubenlinien, so daß der Mantel 2 ein Karomuster erhält, das
durch Verwendung verschiedenfarbiger Fäden und allenfalls durch Farbwechsel in den
Fäden variiert werden kann.
[0023] Nach Fig. 2 ist ein Zwirn 4, der als Kernzwirn beim Seil nach Fig. l, gegebenenfalls
aber auch in einem noch zu beschreibenden Seil nach Fig. 4 oder 6 Verwendung finden
kann, selbst mit einer strumpfartigen Umflechtung aus Monofilamenten 5 versehen. Gemäß
Fig. 3 können solche Monofilamente 5, die beispielsweise eine Dicke von 0,2 mm aufweisen,
in eine Umhüllung 6 des Zwirnes 4 eingebettet sein, die aus Kautschuk, PVC, Polyamid
oder Polyurethan besteht.
[0024] Das Hohlseil nach Fig. 4 ist ähnlich wie der Mantel des Seiles nach Fig. 1 durch
Verflechtung von Zwirnpaaren 7 nach mehrgängigen Schraubenlinien hergestellt, wobei
diese Zwirne wie nach den Fig. 2 und 3 oder auch gemäß Fig. 5 aufgebaut sein können.
Beim Zwirn 7 nach Fig. 5 ist außen um den Zwirn.wieder eine Umflechtung mit in mehrgängigen
gegenläufigen Schraubenlinien angebrachten Monofilamenten 8 oder Drähten vorgesehen.
[0025] Bei einer zum Aufbau eines größeren Seiles bestimmten Litze nach Fig. 6 bestehen
der Kernzwirn 9 und die übrigen Außenzwirne 10 aus gleichem Textilmaterial. Ein Außenzwirn
11 ist durch ein Monofilament ersetzt oder mit einem eingebetteten Monofilament bewehrt,
das am fertig geschlagenen Seil wenigstens bereichsweise an der Außenoberfläche zu
liegen kommt und so das Seil vor Abrieb schützt.
[0026] Es wäre auch möglich, gleich Außenzwirne 10 zu verwenden und zwischen den Außenzwirnen
10 in einzelnen oder allen Lücken mitlaufende Monofilamente 12 vorzusehen.
1. Seil aus Fäden (2), Garnen, Zwirnen (1, 7) oder Litzen (9 - 11) aus textilem Fasermaterial
insbesondere Kunststofffasern und einer zusätzlichen Bewehrung (3, 5, 8, 11) aus vom
Fasermaterial abweichende Festigkeitseigenschaften aufweisendem Material, dadurch
gekennzeichnet, daß die an der Außenoberfläche des Seiles oder eines Seilkernes liegenden
Fäden, Garne, Zwirne (4, 7) oder Litzen (9 - 11) durch mitlaufende Monofilamente (11,
12) bzw. Drähte bewehrt und/oder diese Fäden, Garne, Zwirne (4, 7) oder Litzen, ein
Seilkern (1) oder das gesamte Seil mit Monofilamenten (3, 5, 8) umwunden, umflochten
oder umsponnen sind, wobei die Monofilamente bzw. Drähte gegenüber dem textilen Fasermaterial
größere Härte und gleiche oder geringere Bruchdehnung aufweisen.
2. Seil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bewehrung bildenden Monofilamente
(5) bzw. Drähte ganz oder teilweise in eine an sich bekannte Beschichtung (6) oder
Umhüllung der Zwirne (4), Litzen, des Seilkernes oder Seiles eingebettet sind. (Fig.
3)
3. Seil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der die Bewehrung
bildenden Monofilamente (3, 5, 8, 11, 12) am Seilquerschnitt unter 10 % vorzugsweise
unter 2 % beträgt.
4. Seil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem als
Sicherungsseil, insbesondere Bergseil (Fig. 1) in Kern-Mantelkontruktion ausgebildeten
Seil, bei dem der Kern aus parallelen oder geflochtenen Zwirnen (1) oder Faserbündeln
und der Mantel (2) aus einem Schlauchgeflecht besteht, der Kern mit einer über die
Seillänge durchlaufenden Umflechtung (3) oder Umspinnung aus den Monofilamenten versehen
ist, deren Dicke nur einen Bruchteil der Dicke der Elemente des Schlauchgeflechtes
(2) ausmacht.
5. Seil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Seil als
Hohlseil (Fig. 4) aus Garnen oder Zwirnen (7) geflochten ist, die ihrerseits eine
Umflechtung oder Umspinnung aus Monofilamenten (8) oder Drähten aufweisen, deren Dicke
1 bis 5 % des Garn- oder Zwirndurchmessers beträgt.
6. Seil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den ihrerseits
aus Fäden, Garnen oder Zwirnen (9, 10) aufgebauten Litzen (Fig. 6) des gedrehten oder
geflochtenen Seiles die Außenlitzen je wenigstens ein Bewehrungsmonofilament (11,
12) enthalten, welches einen Außenfaden, -zwirn (10) oder ein Außengarn ersetzt, darin
eingebettet ist oder mit diesen Fäden, Zwirnen oder Garnen mitläuft.