SEIL MIT FILAMENTEN AUS KOHLENSTOFF

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Seil, insbesondere für die Verwendung in einer Lastanwendung, wie beispielsweise für die Verwendung in einem Seilaufzug, welches Kohlenstoff enthaltende und von einer Matrix aus Polymermaterial umgebene Filamente umfasst, sowie ein Lastzugsystem mit einem solchem Seil und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Seils.

[0002] Es ist bekannt, in Seilen zur Erhöhung der Zugfestigkeit des Seils Kohlenstoff enthaltende Filamente vorzusehen und diese in einer Matrix aus Polymermaterial einzubetten.

[0003] Allerdings weisen die bekannten, Filamente auf Kohlenstoffbasis enthaltenden Seile eine verhältnismäßig geringe Verschleißbeständigkeit und eine entsprechend geringe Lebensdauer auf. Die vergleichsweise geringe Verschleißbeständigkeit dieser Seile liegt insbesondere darin begründet, dass sich die einzelnen Filamente während einer Belastung des Seils relativ zueinander bewegen und dabei aneinander reiben, wodurch Beschädigungen, wie beispielsweise Risse, an der Umfangsfläche der Fasern entstehen können, welche die Zugfestigkeit der einzelnen Filamente verringern oder gar zu einem Reißen einzelner Filamente führen können.

[0004] Desweiteren weisen die bekannten Seile der vorstehenden Art den Nachteil auf, dass diese eine vergleichsweise geringe Flexibilität quer zu der Längsrichtung des Seils und infolge dessen eine geringe Krümmbarkeit aufweisen. Daher unterliegen diese Seile beispielsweise bei der Verwendung in einem Lastaufzug, in dem diese über eine oder mehrere Umlenkrollen geführt werden, einem erhöhten Verschleiß, wenn diese nicht mit einem verhältnismäßig großen Krümmungsradius über die Umlenkrolle(n) geführt werden.

[0005] In DE 3813338 A1 wird ein Zugelement aus unidirektional verlaufenden hochfesten Fasern beschrieben, die in einer elastischen Matrix eingebettet sind, wobei sich die Fasern untereinander nicht berühren.

[0006] Auch in der WO 2009/090299 A1 wird ein Zugelement beschrieben, dessen die Zuglast aufnehmender Teil aus einem Faserverbundwerkstoff besteht, in welchem die Verstärkungsfasern unidirektional in Richtung der Zuglast verlaufen.

[0007] In der WO 2009/063952 A1 wird ein Gummiseil beschrieben, dass mit mehreren separaten Fasersträngen verstärkt ist. Ein zentraler Faserstrang aus Fasern hoher Zugfestigkeit ist dabei mittig angeordnet. Dieser mittige Strang wird von mehreren verdrillten Glasfasersträngen umgeben.

[0008] Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Seiles, welches sich durch eine verbesserte Stabilität, durch eine bessere Verschleißbeständigkeit, durch eine erhöhte Lebensdauer und eine erhöhte Flexibilität auszeichnet, sowie in der Bereitstellung eines Lastzugsystems mit einem derartigen Seil sowie eines Verfahrens zur Herstellung eines derartigen Seils.

[0009] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Seil gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst und insbesondere durch ein Seil, das Kohlenstoff enthaltende Filamente umfasst, welche jeweils von einer Schlichte ummantelt sind, wobei die von der Schlichte ummantelten Filamente von einer Matrix umgeben sind, wobei die Matrix aus einem wenigstens ein Elastomer und/oder wenigstens ein thermoplastisches Elastomer enthaltendem Material zusammengesetzt ist und wobei einzelne von der Schlichte ummantelte Filamente miteinander verdrillt oder als Gewebe ausgebildet sind.

[0010] Indem die Filamente auf Kohlenstoffbasis erfingdungsgemäß jeweils von einer Schlichte ummantelt sind, wird gewährleistet, dass die einzelnen Filamente fest und dauerhaft an dem diese umgebenden Matrixmaterial haften. Mithin wirken die Ummantelungen der einzelnen Filamente aus Schlichte als Haftvermittler zwischen dem jeweiligen Filament und der dieses umgebenden Matrix. Dabei trennt die Matrix die einzelnen jeweils von der Schlichte ummantelten Filamente voneinander. Weil die Matrix aus einem wenigstens ein Elastomer und/oder wenigstens ein thermoplastisches Elastomer enthaltenden Material zusammengesetzt ist, ist diese elastisch und kann etwaige Spannungen im dem Seil aufnehmen. Dadurch wird sichergestellt, dass sich die einzelnen Filamente in dem Seil, auch wenn auf das Seil infolge einer Lastanlegung eine große Zugkraft einwirkt, relativ zueinander bewegen können, ohne dass sich die einzelnen Filamente direkt berühren und infolge dessen aneinander reiben, Aufgrund dessen weist das Seil eine hohe und dauerhafte Verschleißfestigkeit auf. Dies gilt insbesondere auch dann, wenn das Seil mit angelegter Last über eine Umlenkeinrichtung, wie beispielsweise eine Umlenkrolle, geführt wird. Dabei treten zwangsläufig große Relativbewegungen der in der an der Umlenkrolle anliegenden Seite des Seils vorliegenden Filamente zu den in dem Seil weiter außen gelegenen Filamenten auf. Aus den vorstehenden Gründen wird auch in diesem Fall aufgrund der elastischen Eigenschaften der die Filamente umgebenden Matrix und aufgrund der festen Haftung der Filamente an dem Matrixmaterial infolge der Ummantelung aus Schlichte ein zu Verschleiß führendes Aneinanderreihen der einzelnen Filamente zuverlässig verhindert. Aufgrund dessen zeichnet sich das erfindungsgemäße Seil auch durch eine erhöhte Flexibilität und eine erhöhte Krümmbarkeit aus, weswegen dieses beispielsweise auch an Umlenkrollen mit vergleichsweise kleinem Radius gleichmäßig anliegen kann, ohne bei Belastung beschädigt zu werden.

[0011] Grundsätzlich kann als Schlichte jedes Material eingesetzt werden, welches eine gute Haftvermittlung von Filamenten auf Kohlenstoffbasis an ein Elastomer bzw. ein thermoplastisches Elastomer gewährleistet, d.h. welches sowohl eine gute Haftung an Filamenten auf Kohlenstoffbasis als auch eine gute Haftung an Elastomer bzw. thermoplastischem Elastomer aufweist. Gute Ergebnisse werden insbesondere erhalten, wenn die Schlichte wenigstens ein Material enthält, das aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Polyurethanen, thermoplastischen Elastomeren, Polyestern, Kautschuken, Kautschukderivaten und beliebigen Kombinationen von zwei oder mehr der vorstehenden Verbindungen besteht. Vorzugsweise besteht die Schlichte aus einem der vorstehenden Materialien.

[0012] Als Matrixmaterial kann prinzipiell jedes Elastomer und/oder thermoplatisches Elastomer eingesetzt werden. Besonders geeignete Beispiele für Elastomer schließen Materialien ein, welche aus der Gruppe ausgewählt sind, welche aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuken, Chloroprenkautschuken, Chlorsulfonyl-Polyethylen-Kautschuken, Ethylenvinylacetatkautschuken, Butylkautschuken, Acrylnitril-Butadien-Kautschuken, Naturkautschuk, Styrolbutadienkautschuken, Acrylkautschuken, Fluorkautschuken, Silikonkautschuken, Polyolefinkautschuken und beliebigen Kombination von zwei oder mehr der vorgenannten Verbindungen besteht, wobei die Matrix vorzugsweise aus einem oder mehreren der vorstehenden Materialien besteht. Diese Materialien weisen gute Elastizitätseigenschaften auf und können zudem nach Haftvermittlung durch Schlichte fest und dauerhaft an Filamenten auf Kohlenstoffbasis haften.

[0013] Geeignete Beispiele für in der Matrix einzusetzende thermoplastische Elastomere schließen Materialien ein, welche aus der Gruppe ausgewählt sind, welche aus Styrol-Blockcopolymeren, Styrol-Dien-Blockcopolymeren, Mischungen aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuken sowie Polypropylen, thermoplastischen Elastomeren auf Urethanbasis, thermoplastischen Elastomeren auf Copolyesterbasis, thermoplastischen Elastomeren auf Copolyamidbasis und beliebigen Kombination von zwei oder mehr der vorgenannten Verbindungen besteht, wobei die Matrix vorzugsweise aus einem oder mehreren der vorstehenden Materialien besteht. Auch diese Materialien weisen gute Elastizitätseigenschaften auf und können zudem nach Haftvermittlung durch Schlichte fest und dauerhaft an Filamenten auf Kohlenstoffbasis haften.

[0014] Wie dargelegt, können beispielsweise thermoplastische Elastomere sowohl als Matrixmaterial als auch als Schlichtematerial eingesetzt werden. Erfindungsgemäß sind jedoch die Schlichte und die Matrix aus zwei verschiedenen Materialien zusammengesetzt, also in dem Fall von jeweils thermoplastischen Elastomeren aus zwei verschiedenen thermoplastischen Elastomeren.

[0015] Um eine besonders hohe Verschleißfestigkeit des Seils zu erreichen, wird es in Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgeschlagen, dass wenigstens 50 %, bevorzugt wenigstens 80 %, besonders bevorzugt wenigstens 90 % und ganz besonders bevorzugt 100 % der von Schlichte ummantelten Filamente jeweils von dem Matrixmaterial vollständig umschlossen sind. Dadurch werden die einzelnen Filamente über ihre gesamte Umfangsfläche und ihre gesamte Länge durch das Matrixmaterial voneinander getrennt, so dass ein Aneinanderreiben der einzelnen Filamente über deren gesamte Fläche zuverlässig verhindert wird. Vollständig umschlossen bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Außenumfangsfläche jedes mit Schlichte beschichteten Filaments zu wenigstens 80 %, bevorzugt zu wenigstens 90 %, besonders bevorzugt zu wenigstens 95 %, ganz besonders bevorzugt zu wenigstens 98 % und höchst bevorzugt zu 100 % von Matrixmaterial umgeben ist.

[0016] Ferner ist es bevorzugt, dass die einzelnen Filamente in dem Matrixmaterial, bezogen auf den Querschnitt des Seils, zumindest annähernd gleichmäßig verteilt sind, so dass die einzelnen Filamente jeweils mit einer zumindest annähernd gleichen Menge von Matrixmaterial umgeben sind.

[0017] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bestehen die von der Schlichte ummantelten Filamente jeweils zu wenigstens 93 Gew.-%, bevorzugt zu wenigstens 95 Gew.-%, besonders bevorzugt zu wenigstens 98 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt vollständig aus Kohlenstoff. Derartige Filamente weisen eine besonders hohe Zugfestigkeit auf.

[0018] Zusätzlich zu den Filamenten auf Kohlenstoffbasis kann das Seil Fasern aus anderen Materialien enthalten, wie beispielsweise solche ausgewählt aus der aus Glasfasern, Aramidfasern, Metallfasern, Keramikfasern und beliebigen Kombinationen von zwei oder mehr der vorstehenden Fasertypen bestehenden Gruppe. Allerdings ist es in diesem Fall bevorzugt, dass wenigstens 50 % der von der Matrix umgebenen Fasern Kohlenstofffasern sind.

[0019] In Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird es vorgeschlagen, dass sich wenigstens 50 % der von der Schlichte ummantelten Filamente entlang der Längsrichtung des Seils erstrecken, wobei die maximale Abweichung der einzelnen Filamente von der Längsachse des Seils vorzugsweise maximal 15°, weiter bevorzugt maximal 10°, noch weiter bevorzugt maximal 5°, besonders bevorzugt maximal 2° und höchst bevorzugt 0° beträgt. Dadurch wird erreicht, dass die Filamente ihre maximale Zugfestigkeit aufweisen, ohne dass auf die einzelnen Fasern erhebliche Querkräfte wirken, wodurch die Zugfestigkeit und Robustheit des Seils erhöht wird. Besonders bevorzugt weisen wenigstens 80 %, noch weiter bevorzugt wenigstens 90 % und höchst bevorzugt alle Filamente eine solche Ausrichtung auf.

[0020] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass sich die von der Schlichte ummantelten Filamente jeweils über zumindest die Hälfte der Länge des Seils, bevorzugt über zumindest 75 % der Länge des Seils, besonders bevorzugt über zumindest 90 % der Länge des Seils und höchst bevorzugt über die gesamte Länge des Seils erstrecken. Um dies zu erreichen, können die einzelnen Filamente mehrere Dezimeter bis zu mehrere Meter lang sein.

[0021] Einzelne Filamente des erfindungsgemäßen Seils sind miteinander verdrillt was insbesondere dann bevorzugt ist, wenn die Seile bei ihrer Verwendung über Umlenkeinrichtungen, wie beispielsweise Umlenkrollen, geführt werden.

[0022] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Seil einen flachen Querschnitt auf. Unter flachem Querschnitt wird im Sinne der vorliegenden Erfindung verstanden, dass das Seil ein Aspektverhältnis von größer als 1 aufweist. Aspektverhältnis bezeichnet in diesem Zusammenhang den Quotienten der maximalen Querschnittsausdehnung des Seils zu der maximalen Ausdehnung des Querschnitts des Seils in einer Richtung, welche zu der Richtung der maximalen Querschnittsausdehnung senkrecht ist. Durch den flachen Querschnitt erhöht sich die Krümmbarkeit des Seils in der Höhenrichtung noch weiter. Besonders gute Ergebnisse werden diesbezüglich erreicht, wenn das Aspektverhältnis größer als 2 und besonders bevorzugt größer als 4 beträgt.

[0023] Um eine Anlegung des Seils an eine Umlenkeinrichtung, beispielsweise an eine Umlenkrolle, zu erleichtern, ist es ferner bevorzugt, dass der Querschnitt des Seils konvex ist. Beispielsweise kann das Seil eine Flachseite mit einer glatten Oberfläche aufweisen, die konvex gekrümmt ist und keine rechtwinkligen oder spitzwinkligen Kanten aufweist, und die sich vorzugsweise zumindest annähernd über die gesamte Breite des Seils erstreckt.

[0024] Zudem kann das Seil in Längsrichtung des Seils verlaufende Rundkanten aufweisen und/oder eine oder mehrere in Längsrichtung des Seils verlaufende Führungsnute(n) aufweisen. Eine solche Führungsnut kann sich beispielsweise am Rand einer wie oben beschriebenen Oberfläche befinden und zum Festlegen des Seils an einer entsprechend ausgestalteten Umlenkrolle ausgebildet sein.

[0025] Erfindungsgemäss sind die von der Schlichte ummantelten Filamente als Gewebe ausgebildet. In diesem Fall ist der Kettanteil des Gewebes vorzugsweise höher als dessen Schussanteil. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Seil, bezogen auf seinen Querschnitt, mehrere übereinander angeordnete Schichten auf, wobei jede Schicht mehrere der Kohlenstoff enthaltenden Filamente umfasst. Bei dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, dass die einzelnen Schichten voneinander verschiedene Elastizitäten aufweisen, wobei die Elastizitäten der einzelnen Schichten von einer Seite des Seils zu der gegenüberliegenden Seite des Seils besonders bevorzugt sukzessive zunehmen. Bei der Verwendung eines solchen Seils mit einer Umlenkeinrichtung, wie beispielsweise einer Umlenkrolle, weist vorzugsweise die Seite des Seils, mit der das Seil auf der Umlenkeinrichtung aufliegt, eine geringere Elastizität auf als die dieser gegenüberliegende Seite des Seils. Dadurch wird eine gute Krümmbarkeit des Seils in Richtung der Umlenkung und eine enge Anlage des Seils an die Umlenkeinrichtung bei gleichzeitig hoher Zugfestigkeit und Stabilität des Seils erreicht. Eine solche Variation der Elastizität kann beispielsweise erreicht werden, indem in den einzelnen Schichten eine jeweils verschiedene Anzahl von Filamenten pro Querschnittsfläche und/oder in den einzelnen Schichten Filamente mit verschiedener Dicke oder Beschaffenheiten vorgesehen wird/werden.

[0026] Um das Seil gegen äußere mechanische Einflüsse zu schützen, kann das erfindungsgemäße Seil eine die Matrix einschließende Ummantelung aufweisen, welche vorzugsweise einen Kunststoff und wenigstens einen Zuschlagsstoff, welcher vorzugsweise ein Metall ist, aufweist oder daraus besteht.

[0027] Außerdem kann das Seil einen Kantenschutz, welcher vorzugsweise ein Gewebe aus Metall umfasst, aufweisen.

[0028] Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Lastzugsystem, welches ein erfindungsgemäßes Seil aufweist. Bei dem Lastzugsystem kann es sich insbesondere um einen Seilaufzug handeln, wobei das Seil an einem Ende mit einer Last, beispielsweise einer Aufzugkabine, verbunden sein kann.

[0029] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Lastzugsystem wenigstens eine Umlenkeinrichtung, über welche das Seil geführt wird. Dabei kann die wenigstens eine Umlenkeinrichtung beispielsweise eine Umlenkrolle sein.

[0030] Insbesondere bei der vorstehenden Ausführungsform weist das Seil bevorzugt eine Flachseite auf und liegt mit der Flachseite auf der Oberfläche der Umlenkeinrichtung auf.

[0031] Bei der vorstehenden Ausführungsform ist es zudem bevorzugt, dass das Seil, bezogen auf seinen Querschnitt, wenigstens zwei übereinander angeordnete Schichten jeweils unterschiedlicher Elastizität aufweist, wobei die der Umlenkeinrichtung abgewandte Schicht eine höhere Elastizität aufweist als die der Umlenkeinrichtung zugewandte Schicht. Hierdurch kann, wie vorstehend erwähnt, eine gute Krümmbarkeit des Seils in Richtung der Umlenkung und eine enge Anlage des Seils an der Umlenkeinrichtung bei gleichzeitig hoher Zugfestigkeit und Stabilität des Seils erreicht werden.

[0032] Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines erfindungsgemäßen Seils oder eines erfindungsgemäßen Lastzugsystems zum Ziehen einer Last.

[0033] Wenn das Seil bei dessen Verwendung über wenigstens eine Umlenkeinrichtung, beispielsweise über wenigstens eine Umlenkrolle geführt wird, sind die einzelnen Filamente des Seils miteinander verdrillt.

[0034] Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines zuvor beschriebenen Seils, bei dem wenigstens zwei Kohlenstoff enthaltende Filamente jeweils mit einer Schlichte ummantelt werden und die von der Schlichte ummantelten Filamente anschließend mit einem wenigstens ein Elastomer und/oder wenigstens ein thermoplastisches Elastomer aufweisenden Matrixmaterial imprägniert werden.

[0035] Vorzugsweise liegen die Filamente nach dem Auftrag der Schlichte und/oder vor der Imprägnierung als lose Filamente bzw. Filamentbündel (Rovings) vor, damit die Imprägnierung besonders einfach in den Bereich zwischen den von der Schlichte ummantelten Filamenten eindringen kann. Die Filamente können hierzu nach dem Auftrag der Schlichte und vor der Imprägnierung getrocknet und/oder gehärtet werden. Hierzu können beispielsweise ein oder mehrere Roving(s) durch ein Bad aus dem Schlichtematerial gezogen werden, die so behandelten Filamente anschließend optional getrocknet werden und dann mit dem Matrixmaterial, beispielsweise durch Pultrusion, imprägniert werden.

[0036] Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung rein beispielhaft anhand vorteilhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1

eine teilweise geschnittene Ansicht eines erfindungsgemäßen Seils gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels;

Fig. 2

eine Vergrößerung des Ausschnitts A des in der Fig. 1 gezeigten Seils;

Fig. 3

eine teilweise geschnittene Ansicht eines erfindungsgemäßen Seils gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels;

Fig. 4

eine teilweise geschnittene Ansicht eines erfindungsgemäßen Seils gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels und

Fig. 5

eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Seils gemäß eines vierten Ausführungsbeispiels.

[0037] In der Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Seil gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels dargestellt. Das Seil weist mehrere Kohlenstoff enthaltende Filamente 10 auf, welche jeweils von einer Schlichte 12 ummantelt sind, wobei die von der Schlichte 12 ummantelten Filamente 10 von einer Matrix 14 umgeben sind, die aus einem wenigstens ein Elastomer und/oder wenigstens ein thermoplastisches Elastomer enthaltendem Material zusammengesetzt ist. Bei den Filamenten 10 handelt es sich um aus 100% Kohlenstoff bestehende Filamente.

[0038] Das Seil weist einen konvexen Querschnitt und ein Aspektverhältnis, welches dem Quotienten aus der Breite B zu der Höhe H entspricht, von größer als 1 auf.

[0039] Die Fig. 2 zeigt eine Vergrößerung des Ausschnitts A des Querschnitts des in der Fig. 1 dargestellten Seils. Zum Zwecke der Illustration ist in dieser Figur lediglich für zwei der von der Schlichte 12 ummantelten Filamente 10 die Erstreckung in Längsrichtung des Seils dargestellt.

[0040] Wie in der Fig. 2 gezeigt, verlaufen die Filamente 10 zumindest annähernd parallel zueinander in Längsrichtung des Seils, wobei die einzelnen Filamente 10 durch die Matrix 14 voneinander getrennt sind und jeweils vollständig von Matrixmaterial 14 umschlossen sind. Dabei sind die Filamente 10 relativ gleichmäßig in der Matrix 14 verteilt, so dass der Abstand d zwischen einzelnen Filamenten 10 und ihren nächstgelegenen Nachbarfilamenten 10 für alle Filamente 10 zumindest annähernd gleich ist. Durch das Umschließen der Filamente 10 mit der Matrix 14 und die durch die Schlichte 12 bewirkte gute Haftung des Matrixmaterials 14 auf den Filamenten 10 wird ein gegenseitiges Reiben der einzelnen Filamente 10 untereinander verhindert und durch die elastische Verformbarkeit der Matrix 14 zugleich eine Relativbeweglichkeit der einzelnen Filamente 10 zueinander gewährleistet, wodurch insgesamt eine hohe und dauerhafte Verschleißbeständigkeit des Seils erreicht wird.

[0041] Die Fig. 3 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht eines erfindungsgemäßen Seils gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels, welches einen rechteckigen Querschnitt aufweist, wobei die einzelnen Ecken unter Ausbildung von vier Rundkanten 16 abgerundet sind.

[0042] In der Fig. 4 ist eine teilweise geschnittene Ansicht eines erfindungsgemäßen Seils gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels dargestellt, welches zwei Führungsnuten 18 aufweist. Mit den Führungsnuten 18 kann das Seil in eine Führungs- oder Umlenkeinrichtung passgenau eingreifen.

[0043] Die Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Seils gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, welches über eine Umlenkrolle 20, welche auf einer Achse 22 gelagert ist, geführt wird. Das Seil weist, bezogen auf seinen Querschnitt, mehrere übereinander angeordnete Schichten 24a-d auf, wobei jede Schicht 24a-d mehrere Kohlenstoff enthaltende Filamente 10 umfasst. Die Schichten 24a-d weisen unterschiedliche Elastizitäten auf, wobei die Elastizität von der Schicht 24a, die an der der Umlenkrolle 20 abgewandten Seite des Seils gelegen ist, zu der Schicht 24d, die an der der Umlenkrolle 20 zugewandten Seite des Seils gelegen ist, stufenweise abnimmt.

Bezugszeichenliste

[0044] 

10

Filament

12

Schlichte

14

Matrix

16

Rundkante

18

Führungsnut

20

Umlenkrolle

22

Achse einer Umlenkrolle

24a-d

Schicht

B

Breite

H

Höhe

d

Abstand

Ansprüche

1. Seil, beispielsweise für die Verwendung in einem Seilaufzug, das Kohlenstoff enthaltende Filamente (10) umfasst, welche jeweils von einer Schlichte (12) ummantelt sind, wobei die von der Schlichte (12) ummantelten Filamente (10) von einer Matrix (14) umgeben sind, wobei die Matrix (14) aus einem wenigstens ein Elastomer und/oder wenigstens ein thermoplastisches Elastomer enthaltendem Material zusammengesetzt ist und wobei einzelne von der Schlichte (12) ummantelte Filamente (10) miteinander verdrillt oder als Gewebe ausgebildet sind.

2. Seil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schlichte (12) wenigstens ein Material ausgewählt aus der aus Polyurethanen, thermoplastischen Elastomeren, Polyestern, Kautschuken, Kautschukderivaten und beliebigen Kombinationen von zwei oder mehr der vorstehenden Verbindungen bestehenden Gruppe enthält.

3. Seil nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das wenigstens eine Elastomer aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuken, Chloroprenkautschuken, Chlorsulfonyl-Polyethylen-Kautschuken, Ethylenvinylacetatkautschuken, Butylkautschuken, Acrylnitril-Butadien-Kautschuken, Naturkautschuk, Styrolbutadienkautschuken, Acrylkautschuken, Fluorkautschuken, Silikonkautschuken, Polyolefinkautschuken und beliebigen Kombination von zwei oder mehr der vorgenannten Verbindungen besteht.

4. Seil nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das wenigstens eine thermoplastisches Elastomer aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Styrol-Blockcopolymeren, Styrol-Dien-Blockcopolymeren, Mischungen aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuken sowie Polypropylen, thermoplastischen Elastomeren auf Urethanbasis, thermoplastischen Elastomeren auf Copolyesterbasis, thermoplastischen Elastomeren auf Copolyamidbasis und beliebigen Kombination von zwei oder mehr der vorgenannten Verbindungen besteht.

5. Seil nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens 50 %, bevorzugt wenigstens 80 %, besonders bevorzugt wenigstens 90 % und ganz besonders bevorzugt 100 % der von Schlichte (12) ummantelten Filamente (10) jeweils von dem Matrixmaterial vollständig umschlossen sind.

6. Seil nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die von der Schlichte (12) ummantelten Filamente (10) jeweils zu wenigstens 93 Gew.-%, bevorzugt zu wenigstens 95 Gew.-%, besonders bevorzugt zu wenigstens 98 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt vollständig aus Kohlenstoff bestehen.

7. Seil nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Seil zusätzlich Filamente enthält, welche aus der aus Glasfasern, Aramidfasern, Metallfasern, Keramikfasern und beliebigen Kombinationen von zwei oder mehr der vorstehenden Fasern bestehenden Gruppe ausgewählt sind.

8. Seil nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Fettanteil des Gewebes höher als dessen Schussanteil ist,

9. Seil nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Seil, bezogen auf den Querschnitt, mehrere übereinander angeordnete Schichten (24a-d) aufweist, wobei jede Schicht (24a-d) mehrere der Kohlenstoff enthaltenden Filamente (10) umfasst.

10. Lastzugsystem, insbesondere Seilaufzug, welches ein Seil nach einem der Ansprüche 1 bis 9 umfasst.

11. Lastzugsystem nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
dieses wenigstens eine Umlenkeinrichtung, vorzugsweise wenigstens eine Umlenkrolle (20), umfasst, über welche das Seil geführt wird.

12. Lastzugsystem nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Seil eine Flachseite aufweist und mit der Flachseite auf der Oberfläche der Umlenkeinrichtung aufliegt.

13. Lastzugsystem nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Seil, bezogen auf den Querschnitt, wenigstens zwei übereinander angeordnete Schichten (24a-d) jeweils unterschiedlicher Elastizität aufweist, wobei die der Umlenkeinrichtung abgewandte Schicht (24a,b,c) eine höhere Elastizität aufweist als die der Umlenkeinrichtung zugewandte Schicht (24b,c,d).

14. Verwendung eines Seils nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zum Ziehen einer Last, wobei das Seil über wenigstens eine Umlenkeinrichtung, vorzugsweise wenigstens eine Umlenkrolle (20), geführt wird.

15. Verfahren zur Herstellung eines Seils nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem wenigstens zwei Kohlenstoff enthaltende Filamente (10) jeweils mit einer Schlichte (12) ummantelt werden, die von der Schlichte (12) ummantelten Filamente (10) entweder verdrillt oder als Gewebe ausgebildet werden und die von der Schlichte (12) ummantelten Filamente (10) mit einem wenigstens ein Elastomer und/oder wenigstens ein thermoplastisches Elastomer aufweisenden Matrixmaterial imprägniert werden.

Claims

1. Cable, for example, for use in a traction lift, which comprises carbon-containing filaments (10) which are surrounded by a sizing (12), wherein the filaments (10) surrounded by the sizing (12) are covered by a matrix (14), wherein the matrix (14) is composed of a material containing at least one elastomer and/or at least one thermoplastic elastomer, wherein individual filaments (10) surrounded by the sizing (12) are twisted with one another or are configured as fabric.

2. The cable according to claim 1,
characterised in that
the sizing (12) contains at least one material selected from the group consisting of polyurethanes, thermoplastic elastomers, polyesters, rubbers, rubber derivatives and any combinations of two or more of the preceding compounds.

3. The cable according to claim 1 or 2,
characterised in that
the at least one elastomer is selected from the group consisting of ethylene propylene diene rubbers, chloroprene rubbers, chlorosulfonyl polyethylene rubbers, ethylene vinyl acetate rubbers, butyl rubbers, acrylonitrile butadiene rubbers, natural rubber, styrene butadiene rubbers, acrylic rubbers, fluororubbers, silicone rubbers, polyolefin rubbers and any combinations of two or more of the aforesaid compounds.

4. The cable according to any one of the preceding claims,
characterised in that
the at least one thermoplastic elastomer is selected from the group consisting of styrene block copolymers, styrene diene block copolymers, mixtures of ethylene propylene diene rubbers as well as polypropylene, urethane-based thermoplastic elastomers, copolyester-based thermoplastic elastomers, copolyamide-based thermoplastic elastomers and any combinations of two or more of the aforesaid compounds.

5. The cable according to any one of the preceding claims,
characterised in that
at least 50%, preferably at least 80%, particularly preferably at least 90% and quite particularly preferably 100% of the filaments (10) surrounded by the sizing (12) are each completely covered by the matrix material.

6. The cable according to any one of the preceding claims,
characterised in that
the filaments (10) surrounded by the sizing (12) in each case consist of at least 93 wt.%, preferably at least 95 wt.%, particularly preferably at least 98 wt.% and quite particularly preferably completely of carbon.

7. The cable according to any one of the preceding claims,
characterised in that
the cable additionally contains filaments which are selected from the group consisting of glass fibres, aramid fibres, metal fibres, ceramic fibres and any combinations of two or more of the preceding fibres.

8. The cable according to any one of the preceding claims,
characterised in that
the warp fraction of the fabric is higher than its weft fraction.

9. The cable according to any one of the preceding claims,
characterised in that
the cable, relative to the cross-section, comprises a plurality of superposed layers (24a-d), wherein each layer (24a-d) comprises a plurality of the carbon-containing filaments (10).

10. Goods lift system, in particular traction lift, which comprises a cable according to any one of claims 1 to 9.

11. The goods lift system according to claim 10,
characterised in that
this comprises at least one deflecting device, preferably at least one deflecting roller (20), over which the cable is guided.

12. The goods lift system according to claim 11,
characterised in that
the cable has a flat side and rests with the flat side on the surface of the deflecting device.

13. The goods lift system according to claim 11 or 12,
characterised in that
the cable, relative to the cross-section comprises at least two superposed layers (24a-d) each of different elasticity, wherein the layer (24a, b, c) facing away from the deflecting device has a higher elasticity than the layer (24b, c, d) facing the deflecting device.

14. Use of a cable according to any one of claims 1 to 21 for pulling a load, wherein the cable is guided over at least one deflecting device, preferably at least one deflecting roller (20).

15. Method for manufacturing a cable according to any one of claims 1 to 9, in which at least two carbon-containing filaments (10) are each surrounded by a sizing (12), the filaments (10) surrounded by the sizing (12) are twisted with one another or are configured as fabric, and the filaments (10) surrounded by the sizing (12) are impregnated with at least one elastomer and/or at least one matrix material comprising a thermoplastic elastomer.

Revendications

1. Câble, par exemple en vue d'une utilisation dans un ascenseur à câbles, qui comprend des filaments (10) contenant du carbone, lesquels sont respectivement enrobés par un ensimage (12), dans lequel les filaments (10) enrobés par l'ensimage (12) sont entourés par une matrice (14), dans lequel la matrice (14) est composée d'un matériau contenant au moins un élastomère et/ou au moins un élastomère thermoplastique, et dans lequel certains filaments (10) enrobés par l'ensimage (12) sont torsadés les uns avec les autres, ou sont conçus comme une structure tissée.

2. Câble selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
l'ensimage (12) contient au moins un matériau sélectionné à partir du groupe composé de polyuréthanes, d'élastomères thermoplastiques, de polyesters, de caoutchoucs, de dérivés de caoutchouc et de toutes combinaisons de deux ou plus des liaisons précédentes.

3. Câble selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce qu'au
moins un élastomère est sélectionné à partir du groupe, lequel est composé de caoutchoucs en éthylène propylène diène, de caoutchoucs chloroprènes, de caoutchoucs en polyéthylène chlorosulfoné, de caoutchoucs en éthylène-acétate de vinyle, de caoutchoucs de butyle, de caoutchoucs butadiène-acrylonitrile, de caoutchouc naturel, de caoutchoucs styrène butadiène, de caoutchoucs acryliques, de caoutchoucs fluorés, de caoutchoucs en silicone, de caoutchoucs polyoléfiniques et de toutes combinaisons de deux ou plus des liaisons précédemment citées.

4. Câble selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'au
moins un élastomère thermoplastique est sélectionné à partir du groupe, lequel est composé de copolymères séquencés de styrène, de copolymères séquencés de styrène diène, de mélanges issus de caoutchoucs en éthylène propylène diène, ainsi que de propylènes, d'élastomères thermoplastiques à base d'uréthane, d'élastomères thermoplastiques à base de copolyester, d'élastomères thermoplastiques à base de copolyamide et de toutes combinaisons de deux ou plus des liaisons précédemment citées.

5. Câble selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'au
moins 50 %, de préférence au moins 80 %, en particulier de préférence au moins 90 %, et tout particulièrement de préférence 100 % des filaments (10) enrobés par l'ensimage (12) sont, respectivement, entourés intégralement par le matériau de la matrice.

6. Câble selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
les filaments (10) enrobés par l'ensimage (12) sont composés respectivement de carbone pour au moins 93 % en poids, de préférence pour au moins 95 % en poids, en particulier de préférence pour au moins 98 % en poids et tout particulièrement de préférence en intégralité.

7. Câble selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
le câble contient en outre des filaments, lesquels sont sélectionnés à partir du groupe composé de fibres de verre, de fibres d'aramide, de fibres métalliques, de fibres en céramique et de toutes combinaisons de deux ou plus des fibres précédents.

8. Câble selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
la proportion de chaîne de la structure tissée est supérieure à sa proportion de trame.

9. Câble selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
le câble, par rapport à la section transversale, présente plusieurs couches (24a-d) disposées les unes sur les autres, dans lequel chaque couche (24a-d) comprend plusieurs des filaments (10) contenant du carbone.

10. Système de traction de charge, en particulier ascenseur à câbles, lequel comprend un câble selon l'une des revendications 1 à 9.

11. Système de traction de charge selon la revendication 10,
caractérisé en ce que
celui-ci comprend au moins un dispositif de renvoi, de préférence au moins une poulie de renvoi (20), par l'intermédiaire de laquelle le câble est guidé.

12. Système de traction de charge selon la revendication 11,
caractérisé en ce que
le câble présente un côté plat et repose sur la surface du dispositif de renvoi par le côté plat.

13. Système de traction de charge selon la revendication 11 ou 12,
caractérisé en ce que
le câble, par rapport à la section transversale, présente au moins deux couches (24a-d) disposées l'une sur l'autre et dont l'élasticité respective est différente, dans lequel la couche (24a, b, c) opposée au dispositif de renvoi présente une élasticité supérieure à la couche (24b, c, d) faisant face au dispositif de renvoi.

14. Utilisation d'un câble selon l'une des revendications 1 à 9 pour la traction d'une charge, dans laquelle le câble est guidé par l'intermédiaire d'au moins un dispositif de renvoi, de préférence au moins une poulie de renvoi (20).

15. Méthode de fabrication d'un câble selon l'une des revendications 1 à 9, pour laquelle au moins deux filaments (10) contenant du carbone sont enrobés respectivement avec un ensimage (12), les filaments (10) enrobés par l'ensimage (12) sont soit torsadés, soit conçus comme une structure tissée, et les filaments (10) enrobés par l'ensimage (12) sont imprégnés avec un matériau de la matrice présentant au moins un élastomère et/ou au moins un élastomère thermoplastique.

Zeichnung