[0001] Die Erfindung betrifft ein Seil aus textilem Fasermaterial sowie dessen Verwendung.
[0002] Seile aus textilem Fasermaterial, zum Beispiel Kunstfaserseile, werden für zahlreiche
Anwendungen eingesetzt. Besonders auf dem Gebiet der Fördertechnik sind hochfeste
Faserseile den früher ausschließlich verwendeten bzw. verfügbaren Stahlseilen mittlerweile
bereits aufgrund mehrerer Vorteile überlegen.
[0003] In der Aufzugstechnik, wo der Antrieb über Treibscheiben erfolgt, liegen die Vorteile
des hochfesten Faserseiles darin, dass die Antriebe mit einem kleineren Verhältnis
von Treibscheibendurchmesser zu Seildurchmesser als bei Stahlseilen arbeiten können,
da die Faserseile dies anders als Stahlseile ohne große Nachteile, wie zum Beispiel
Lebensdauerverlust, zulassen. Hieraus resultiert die Möglichkeit, kleinere Baugrößen
der Treibscheibenantriebe einzusetzen, was zu Platz- und Kostenersparnis führt.
[0004] Außerdem besitzt ein hochfestes Faserseil je nach Faserwerkstoff gegenüber einem
Stahlseil ein 4-6fach leichteres Gewicht, was sich insbesondere bei großen Aufzugshöhen
günstig auswirkt. Durch geeignete Maßnahmen können zudem bei hochfesten Faserseilen
um ein Vielfaches höhere zulässige Biegewechselzahlen erreicht werden, woraus eine
längere Einsatzzeit, also Lebensdauer, des Seiles im Vergleich zu Stahlseilen resultiert.
[0005] Für die Aufzugstechnik wurde die Entwicklung dieser Seile speziell auf einen optimalen
Treibscheibenantrieb mit möglichst hohem Reibungskoeffizienten zwischen Treibscheibe
und Hubseil ausgerichtet. Die bekannten Aufzugfaserseile sind in unterschiedlichsten
Konstruktionen ausgeführt, wobei sie meist eine Ummantelung der Litzen und eine Kunststoffummantelung
des kompletten Seiles aufweisen. Die Ummantelung ist in ihrer Festigkeit so ausgelegt,
dass diese den Belastungen beim Lauf über Seilrollen und insbesondere Treibscheiben
dauerhaft Stand hält.
[0006] Derartige hochfeste Faserseile für den Einsatz bei Treibscheiben-Aufzugsantrieben
sind beispielsweise aus der
EP 0 672 781 B und der
EP 0 934 440 B bekannt.
[0007] Bei Hubanwendungen in der Hebetechnik, zum Beispiel Turmdrehkrane, Mobilkrane, Raupenkrane
etc., kommen keine Treibscheibenantriebe sondern Trommelantriebe mit mehrlagig bewickelten
Seiltrommeln zum Einsatz. Die Trommelantriebe verfügen gegenüber den Treibscheibenantrieben
über den Zusatznutzen, die nicht benötigte Seillänge kontrolliert und geordnet speichern
zu können. Dies ist beim Treibscheibenantrieb nicht der Fall, da in der Aufzugstechnik
die komplette Seillänge zwischen Fahrkorb und Gegengewicht genutzt wird und somit
keine Speicherfunktion nötig ist. Trommelantriebe in der Hebetechnik verfügen zudem
über ein signifikant höheres Hubpotential als Treibscheibenantriebe.
[0008] Für den Betrieb auf einem mehrlagig bewickelten Trommelantrieb ist eine kontrolliert
aufgebaute, störungsfreie und stabile Trommelbewicklung ("Wickelpyramide") über sämtliche
Seillagen von grundlegender Bedeutung. Unter störungsfreier Trommelbewicklung wird
eine Bewicklung ohne Lücken ("Sperrung") zwischen benachbarten Seilwindungen derselben
Wickellage ("Wickelsprung"), ohne Einschneiden des Seiles in die darunter liegenden
Wickellagen und ohne Aufsteigen des Seiles am Flansch außerhalb der dafür vorgesehenen
Steigungszonen verstanden. Unter stabiler Trommelbewicklung wird eine geringe Verformung
des Wickelpakets unter Last während der Dauer des Betriebs verstanden.
[0009] Für eine Mehrlagenwicklung auf Trommeln sind Seile der für den Treibscheibenantrieb
bekannten Machart und Ausführung jedoch nicht geeignet, da durch die Wicklung in kurzer
Zeit ein Seilschaden auftritt. Dabei kommt es in der Mehrlagenwicklung zu starken
Querschnittsverformungen des auf der Trommel abgelegten Seiles, wenn es durch darüber
unter Last abgelegte Lagen zusätzlich zur Längsbelastung auch radial belastet wird.
Diese Querschnittsverformungen führen zu einem signifikant erhöhten Materialverschleiß
und zu Störungen im Wickelbild, da sich die oberen Seillagen nicht geordnet auf den
unter Radiallast deformierten unteren Seillagen abstützen können.
[0010] Außerdem wirkt sich bei Faserseilen der für Treibscheibenantriebe notwendige hohe
Reibungskoeffizient der Seiloberfläche in der Mehrlagenwicklung zusätzlich negativ
aus, da in der Mehrlagenwicklung Seil über Seil gewickelt wird und bei Änderungen
der Seilzugkraft, d.h. beim Aufnehmen oder Absetzen von Last, Seil auf Seil gleitet.
Durch die hohe Reibung und die Belastung durch Mehrlagenwicklung bricht und löst sich
die Ummantelung des Seiles sehr schnell und das Seil muss abgelegt werden.
[0011] Die
EP 0 995 832 B schlägt zur Verwendung für Antriebscheiben und Seiltrommeln ein Seil aus Aramidfasern
vor, das aus mindestens zwei Litzenlagen besteht, die zum Spiralseil verdreht sind,
wobei die einzelnen Litzenlagen voneinander durch eine Zwischenschicht getrennt sind
und die äußere Litzenlage mit der an sie angrenzenden inneren Litzenlage in entgegengesetzter
Schlagrichtung verseilt ist. Das Schlaglängenverhältnis der Gegenschlagverseilung
beträgt 1,5 bis 1,8.
[0012] Gemäß
EP 1 010 803 B werden die verschiedenen Litzenlagen eines Kunstfaserseils so aufeinander abgestimmt,
dass sich ihre zueinander entgegengesetzt gerichteten Drehmomente gegenseitig aufheben.
[0013] Aus der
EP 1 930 497 B ist ein Kunstfaserseil bekannt, das mit einem zweischichtigen, verschiedenfarbigen
Seilmantel ausgestattet ist, so dass der Verschleißgrad des Seiles optisch überprüft
werden kann.
[0014] Die
EP 1 004 700 B beschreibt ein Kunstfaserseil mit mehreren Litzenlagen, wobei die Litzen der äußersten
Lage mit einer Beschichtung zum Schutz gegen Abrieb und schädigende Umwelteinflüsse
umgeben ist.
[0015] In der
US 4,022,010 wird ein hochfestes Kunstfaserseil beschrieben, das aus mindestens einer Kernkomponente
aus elastischem Kunststoffmaterial sowie den Kern umhüllenden verdrehten hochfesten
Kunststofffasern besteht, wobei der Kern vorverstreckt ist und Kern und Fasern mit
einem abriebfesten Kunststoffmaterial imprägniert sind.
[0016] Die
EP 0 252 830 B1 beschreibt ein Kunstfaserseil, welches eine zentrale radial-elastische Seele besitzt.
Das Seil ist durchgehend bis ins Innere der Garne mit einem Bindemittel imprägniert.
[0017] Das Dokument
Modney, W: "LUBRICANTS FOR ROPES",RESEARCH DISCLOSURE, MASON PUBLICATIONS, HAMPSHIRE,
GB, Nr. 214, , Seite 54, XP001066432,ISSN: 0374-4353, beschreibt ein Seil aus textilem Fasermaterial, wobei a) das lasttragende Fasermaterial
des Seiles aus hochfesten Kunststofffasern besteht, b) das Seil in Form eines Spirallitzenseiles
vorliegt, c) das Seil mindestens zwei konzentrische lasttragende Litzenlagen aufweistd
und d) die einzelnen Litzen der Litzenlagen gegeneinander bewegbar sind.
[0018] Weiterer Stand der Technik ist aus den Dokumenten
DE 202011001846 U1,
DE 202001001845 U1,
DE 20 2010006145 U1,
WO 2009/026730 A1,
DE 202010005730 U1,
EP 0 731 209 A1,
EP 1 930 496 A2,
GB 2 152 088 A,
DE 2 853 661 C2,
EP 1 111 125 A1,
EP 1 461 490 A1,
EP 1 657 210 A1,
EP 1 930 497 A1,
EP 1 371 597 A1,
EP 0 117 122 A1,
WO 2012/146380 A2,
US 4,095,404 A,
US 2003/226347 A1,
US 2006/086415 A1,
US 7,908,955 B1,
US 2012/160082 A1,
WO 2005/019525 A1,
JP H01266289 A,
DE 10 2009056068 A1,
US 2012/260620 A1 und
WO 2008/129116 A1 bekannt.
[0019] Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Seil aus textilem Fasermaterial für Hebeanwendungen
bereitzustellen, das mit Trommelantrieben eingesetzt werden kann und die vorgenannten
Nachteile des Standes der Technik überwindet. Insbesondere soll das Seil eine mit
Stahlseilen vergleichbare Lebensdauer und Tragfähigkeit aufweisen.
[0020] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Seil aus textilem Fasermaterial mit
den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen
sind in den Unteransprüchen angeführt.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
[0021]
Figur 1 zeigt einen Querschnitt einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Seils.
Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Seiles.
Figur 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Seiles.
Figur 4 zeigt schematisch eine Apparatur zur Bestimmung des Reibungskoeffizienten.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
[0022] Es wurde gefunden, dass zur Lösung der eingangs beschriebenen Probleme bei Seilanwendungen
mit Trommelantrieb ein Seil aus textilem Fasermaterial mit der in Anspruch 1 beschriebenen
Merkmalskombination hervorragend geeignet ist.
[0023] Der Begriff "Seil aus textilem Fasermaterial" bedeutet dabei, dass die wesentlichen
Bestandteile des Seiles, insbesondere seine tragenden Elemente aus textilem Fasermaterial,
wie z.B. Litzen aus Kunstfasern, bestehen. Das erfindungsgemäße Seil kann auch Bestandteile
aus anderen Materialien aufweisen, wie z.B. einen Kern aus nichttextilem Material,
einen Mantel aus nichttextilem Material, das Seil oder Seilbestandteile imprägnierende
Materialien oder auch einzelne nicht-textile Litzen mit spezieller Funktion, z.B.
zur Übertragung elektrischer Signale.
[0024] Bevorzugt besteht das gesamte Seil, sowohl was tragende als auch nicht-tragende Bestandteile
betrifft, aus textilem Fasermaterial.
[0025] Das erfindungsgemäße Seil ist durch die Kombination der folgenden Maßnahmen gekennzeichnet:
- a) das lasttragende Fasermaterial des Seiles besteht aus hochfesten Kunststofffasern
- b) das Seil liegt in Form eines Spirallitzenseiles vor
- c) das Seil weist mindestens zwei, bevorzugt mindestens drei konzentrische lasttragende
Litzenlagen auf
- d) die einzelnen Litzen der Litzenlagen sind gegeneinander bewegbar
- e) der Füllungsgrad des Seiles an Fasermaterial beträgt ≥ 75%, bevorzugt ≥ 85%
- f) die äußerste Schicht des Seiles weist einen Reibungskoeffizient µ gegenüber Stahl
von µ < 0,15 auf.
[0026] Es hat sich gezeigt, dass Seile mit dieser Kombination an Maßnahmen eine sehr gute
Beständigkeit gegenüber den Anforderungen insbesondere in Anwendungen mit Trommelantrieb
aufweisen.
[0027] Das hier beschriebene hochfeste Faserseil verfügt über optimale Voraussetzungen für
eine mehrlagige Bewicklung von Trommeln in Seiltrieben, insbesondere für Anwendungen,
in denen bisher Stahlseile verwendet wurden. Zudem erfüllt das erfindungsgemäße Seil
neben den optimalen Voraussetzungen für die mehrlagige Bewicklung von Trommeln sämtliche
Anforderungen an hohe Biegewechselfestigkeit und hohe Bruchkraft.
[0028] Vergleichstests mit handelsüblichen Stahlseilen unter identen Bedingungen (wie z.B.
auf dem Prüfstand nach Veröffentlichungs-Nr.:
WO 2012/146 380) haben gezeigt, dass das erfindungsgemäße Seil im Vergleich zum Stahlseil und anderen
üblichen Faserseilen über eine signifikant höhere Seillebensdauer verfügt.
[0029] Zu den einzelnen Maßnahmen:
Maßnahme a)
[0030] Das lasttragende Fasermaterial des erfindungsgemäßen Seiles besteht aus hochfesten
Kunststofffasern. Als "hochfest" werden für die Zwecke der vorliegenden Erfindung
Fasern mit einer Zugfestigkeit von mindestens 14 cN/dtex, bevorzugt einer Zugfestigkeit
größer 24 cN/dtex, besonders bevorzugt größer 30 cN/dtex, verstanden. Als hochfeste
Faserntypen mit entsprechenden Zugfestigkeiten sind z.B. UHMWPE-Fasern (Dyneema®),
Aramidfasern, LCP-Fasern und PBO-Fasern bekannt. Bevorzugt besteht das gesamte lasttragende
Fasermaterial des Seiles aus UHMWPE-Fasern.
[0031] Unter "lasttragendem Fasermaterial" ist jener Teil des Fasermaterials des Seiles
zu verstehen, der zur Aufnahme der bei der Anwendung des Seiles auftretenden Zugkräfte
beiträgt.
Maßnahmen b) und c)
[0032] Das erfindungsgemäße Seil liegt in Form eines Spirallitzenseiles vor. Dabei wird
zunächst das textile Fasermaterial zu einer Litze gelegt, gedreht oder verflochten.
Mehrere dieser Litzen werden in mehreren Lagen miteinander zu einem Seil verdreht.
Die Litzenlagen können im Verhältnis zueinander aus unterschiedlichen Fasermaterialien
bestehen, unterschiedliche Durchmesser, unterschiedliche Litzenanzahlen, unterschiedliche
Schlagrichtungen sowie unterschiedliche Schlagwinkel aufweisen. Auch innerhalb der
einzelnen Litzenlagen können unterschiedliche Fasermaterialien und Litzen mit unterschiedlichem
Durchmesser vorgesehen sein.
[0033] Insbesondere weist das erfindungsgemäße Seil mindestens zwei, bevorzugt mindestens
drei konzentrische lasttragende Litzenlagen auf. Bevorzugt weist dabei die jeweils
äußerste Litzenlage die zur Schlagrichtung der innenliegenden Litzenlagen entgegengesetzte
Schlagrichtung auf.
[0034] Unter "lasttragende Litzenlagen" ist zu verstehen, dass die Litzenlagen in ihrer
Gesamtheit zur Aufnahme der bei der Anwendung des Seiles auftretenden Zugkräfte beitragen.
Selbstverständlich kann eine Litzenlage Litzen enthalten, die für sich allein besehen
nicht lasttragend ausgestaltet sind. Ebenso kann eine Litze, selbst wenn sie lasttragend
wirkt, teilweise Materialien enthalten, die nicht lasttragend wirken.
Maßnahme d)
[0035] Die einzelnen Litzen der Litzenlagen sind gegeneinander bewegbar. Aus dem Stand der
Technik für Seile in Treibscheibenanwendungen ist bekannt (z.B.
EP 0 995 832), die Räume zwischen den Litzen und Litzenlagen mit einem elastisch verformbaren
Zwischenmaterial aufzufüllen. Dadurch sind die einzelnen Litzen bzw. Litzenlagen gegeneinander
nicht bewegbar. Es wurde gefunden, dass diese Anordnung insbesondere für Anwendungen
mit Trommelantrieb nachteilig ist und eine gegenseitige Bewegbarkeit der Litzen bzw.
Litzenlagen gegeneinander die Beständigkeit des Seiles erhöht.
Maßnahme e)
[0036] Der Füllungsgrad des Seiles an textilem Fasermaterial beträgt ≥ 75%, bevorzugt ≥
85%. Es hat sich gezeigt, dass ein hoher Füllungsgrad des Seiles an Fasermaterial,
das heißt eine sehr dichte Anordnung des Fasermaterials, sowohl hinsichtlich der Lösung
der oben beschriebenen Probleme in der Anwendung als auch hinsichtlich der Lebensdauer
des Seiles an sich wichtig ist.
[0037] Der Füllungsgrad des Seiles an textilem Fasermaterial wird mit der nachfolgend im
Detail beschriebenen Messmethode ermittelt. Er umfasst sämtliche lasttragende als
auch nicht lastttragende textile Elemente des Seiles, so z.B. auch einen Kern aus
textilem Fasermaterial oder einen Mantel aus textilem Fasermaterial.
[0038] Herkömmliche Faserseile weisen einen Füllungsgrad an textilem Fasermaterial von bis
zu 60% auf. Insbesondere durch die hier beschriebene Konstruktion des Seiles als Spirallitzenseil
und weitere, im Folgenden beschriebene Maßnahmen, können beim erfindungsgemäßen Seil
sehr hohe Füllungsgrade von 75% und mehr bzw. sogar 85% und mehr erreicht werden.
[0039] Das erfindungsgemäße Seil weist zudem einen geringen Anteil an nicht-textilen Binde-
und Imprägniermitteln auf. Dieser Anteil liegt bei 10 Gew.% oder weniger, bevorzugt
5 Gew.% oder weniger, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse des Seiles.
Maßnahme f)
[0040] Die äußerste Schicht des erfindungsgemäßen Seiles weist einen Reibungskoeffizient
µ gegenüber Stahl von µ < 0,15 auf.
[0041] Bei Seilen für Anwendungen mit Treibscheibenantrieb ist bekannt, dass die äußerste
Schicht des Seiles (insbesondere ein Mantel) einen hohen Reibungskoeffizienten aufweist,
um den entsprechenden Kraftschluss mit dem Antriebsrad zu ermöglichen.
[0042] Erfindungsgemäß hat sich gezeigt, dass für Anwendungen insbesondere mit Trommelantrieb
ein geringer Reibungskoeffizient der äußersten Schicht des Seiles gegenüber Stahl
günstig ist. Als äußerste Schicht des Seiles ist ein das Seil umgebender Mantel oder,
wenn kein Mantel vorgesehen ist, die äußerste Litzenlage anzusehen.
[0043] Der Reibungskoeffizient der äußersten Schicht gegenüber Stahl wird gemäß der unten
angegebenen Messmethode ermittelt.
[0044] In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Seil von
einem Mantel umgeben, wobei wie oben erläutert der das Seil umgebende Mantel einen
Reibungskoeffizient µ gegenüber Stahl von µ < 0,15 aufweist.
[0045] Das erfindungsgemäße Spirallitzenseil wird durch den Mantel vor externen Einflüssen
wie Abrasion, Eindringen von Partikeln, Ultraviolettstrahlung etc. geschützt.
[0046] Dieser Mantel kann aus textilem Fasermaterial, aber auch anderen Materialien bestehen
und gewickelt, gelegt, geflochten oder extrudiert sein. Der niedrige Reibungskoeffizient
des Mantels sorgt für sehr gute Gleiteigenschaften in der Mehrlagenwicklung.
[0047] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Seiles sind die
Litzenlagen so aufeinander abgestimmt, dass das Seil unter Last im Wesentlichen drehungsfrei
ist.
[0048] Gemäß
Feyrer, Drahtseile. Bemessung, Betrieb, Sicherheit. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg,
New York, 2000, S. 115, gilt ein Seil als drehungsfrei, wenn während der Zugbelastung von S/d
2 = 0 N/mm
2 bis S/d
2 = 150 N/mm
2 der Verdrehwinkel je Seillänge kleiner bleibt als ≤ ±360°/1000d.
[0049] Die Stabilität des Seiles gegenüber einem Verdrehen im Betrieb ist wichtig. Auf Grund
der Helixform der Litzen im Seil, die aus dem Schlagprozess herrührt, entwickelt jede
Litzenlage unter Zugbelastung ein Drehmoment. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform
sind die Litzenlagen des erfindungsgemäßen Seiles in Durchmessern, Querschnittsanteilen
und Schlagwinkeln so aufeinander abgestimmt, dass sich die Litzendrehmomente unter
Last gegenseitig aufheben und das Spirallitzenseil auf diese Weise drehmomentenfrei
wird.
[0050] Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Seiles ist dadurch
gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Schlaglänge einer der Litzenlagen zur Schlaglänge
der in Richtung Seilmitte benachbarten Litzenlage weniger als 1,5, bevorzugt 0,7 bis
1,0, besonders bevorzugt 0,8 bis 0,9 beträgt.
[0051] Aus dem Stand der Technik von Faserseilen für Anwendungen mit Treibscheibenantrieb
ist bekannt (z.B.
EP 0 995 832), die Schlaglänge einer Litzenlage jeweils deutlich größer, insbesondere in einem
Verhältnis von 1,5 oder mehr, zur Schlaglänge der darunterliegenden Litzenlage vorzusehen.
[0052] Demgegenüber wurde erfindungsgemäß gefunden, dass es vorteilhaft ist, wenn das Verhältnis
der Schlaglänge zumindest einer der Litzenlagen zur Schlaglänge der in Richtung Seilmitte
benachbarten Litzenlage weniger als 1,5, bevorzugt 0,7 bis 1,0, besonders bevorzugt
0,8 bis 0,9 beträgt. Dies gilt insbesondere für das Verhältnis der Schlaglänge der
äußersten Litzenlage zur benachbarten inneren Litzenlage. Besonders bevorzugt ist
ein Aufbau des Seiles mit drei Litzenlagen, bei denen das Verhältnis der Schlaglänge
der äußersten Litzenlage zur mittleren Litzenlage 1,0 oder weniger beträgt. In dieser
Ausführungsform kann das Verhältnis der Schlaglänge der mittleren Litzenlage zur innersten
Litzenlage 1,0 bis 2,0 betragen.
[0053] Wie oben dargestellt, weist das erfindungsgemäße Seil einen hohen Füllungsgrad an
textilem Fasermaterial auf. Der hohe Füllungsgrad kann durch die beschriebene Konstruktion
des Seiles als Spirallitzenseil sowie zusätzlich durch eine oder mehrere der folgenden
Maßnahmen erreicht werden:
Das Fasermaterial des Seiles kann kompaktiert sein, und zwar beispielsweise durch
Walzen, Rollen, Hämmern.
[0054] Das Fasermaterial des Seiles kann bevorzugt um mehr als 15% seiner Bruchkraft, besonders
bevorzugt um 35% bis 55% seiner Bruchkraft, verstreckt sein.
[0055] Das Fasermaterial des Seiles kann einer Wärmebehandlung ausgesetzt werden, bei der
das Fasermaterial für eine definierte Zeitdauer auf eine definierte Temperatur erwärmt
und abschließend definiert abgekühlt wird. Dieser Vorgang kann auch mehrmals durchgeführt
werden.
[0056] In allen drei beschriebenen Varianten (die einzeln oder in Kombination zur Anwendung
kommen können) können die beschriebenen Maßnahmen jeweils am gesamten fertigen Seil
(mit oder ohne Mantel), an den einzelnen Litzen des Seiles und/oder auch an den die
Litzen aufbauenden Materialien, wie Garne bzw. Zwirne erfolgen.
[0057] Durch die beschriebenen Maßnahmen werden später im Betrieb auftretende Setzungseffekte
vorweggenommen und insbesondere der Füllungsgrad signifikant erhöht, da sich die Fasern
optimal aneinander anlegen und beim Verseilen unvermeidlich entstehende Hohlräume
eliminiert werden.
[0058] Weiterhin wird die tatsächliche Bruchkraft signifikant erhöht, da Längen- und Traglastunterschiede
zwischen einzelnen Litzen und Fasern homogenisiert werden.
[0059] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die
lasttragenden Litzen des Seiles jeweils einzeln mit einer Umhüllung versehen. Die
die Litze aufbauenden Garne können ebenfalls einzeln oder gruppenweise mit einer umhüllenden
Schicht umgeben sein. Diese litzenumhüllende Schicht kann beispielsweise einer Wickelung,
einem Geflecht, einem Gelege oder einer extrudierten Schicht bestehen und schützt
die Litzen vor der Beanspruchung im Betrieb des Seiles.
[0060] Weiters können durch gezielte Zugabe von Hilfsstoffen auf beispielsweise Bitumenbasis
und/oder Silikonbasis bei der Herstellung des hochfesten Faserseiles die Reibungsbeiwerte
zwischen Fasern und Litzen sowie Spirallitzenseil und Schutzmantel gezielt eingestellt
und die Stabilität gegenüber der Beanspruchung im Betrieb des Seiles weiter erhöht
werden.
[0061] Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung des erfindungsgemäßen
Seiles als Lastseil für Anwendungen mit Trommelantrieb. Insbesondere eignet sich das
erfindungsgemäße Seil hervorragend als Hubseil, Verstellseil oder Zugseil.
[0062] Das erfindungsgemäße Seil kann einen Durchmesser von 6 mm bis 200 mm und mehr aufweisen.
[0063] Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand
der Figuren erläutert.
Messmethoden
FÜLLUNGSGRAD
[0064] Vor der Bestimmung des Füllungsgrades sind zu bestimmen:
- der tatsächliche Seildurchmesser d
- das tatsächliche Seilgewicht m an textilem Fasermaterial
Seildurchmesser
[0065] Die Bestimmung des Seildurchmessers d erfolgt im spannungslosen Zustand an drei jeweils
100 mm voneinander entfernten Durchmesserebenen in jeweils zwei aufeinander senkrecht
(90°) stehenden Richtungen. Wenn der Seilquerschnitt nicht kreisförmig ist, sind der
maximale und minimale Durchmesser in jedem Abschnitt zu bestimmen. Der Seilquerschnitt
darf bei der Messung keiner Verformung ausgesetzt werden.
[0066] Der Seildurchmesser d ist als arithmetisches Mittel aus den sechs Messwerten auf
mindestens 0,01 mm genau zu bestimmen und zu verwenden.
Seilgewicht m
[0067] Die Bestimmung des Seilgewichtes m ist nach ISO 2307:2010, 9.8 "Feinheit /lineare
Masse" durchzuführen und zu verwenden.
[0068] Für die Bezugsspannung (ISO 2307:2010 Anhang A) ist stets der nächstgrößere Nenndurchmesser
der Tabelle zu verwenden.
[0069] Die Konditionierung nach ISO 2307:2010, 8 muss erfüllt sein.
[0070] Eventuell vorhandene nicht-textile Bestandteile sind zu entfernen.
Dichte ρ
[0071] Die Dichte ρ des textilen Seilmateriales wird für die Zwecke der vorliegenden Erfindung
mit 1,4 g/cm
3 festgelegt.
[0072] Der Füllungsgrad ist zu bestimmen wie folgt:

mit
f = Füllungsgrad in %
m = spezifisches Seilgewicht der textilen Bestandteile in g/m bestimmt nach ISO 2307:2010,
9.8
d = Seildurchmesser in mm
REIBUNGSKOEFFIZIENT
Messeinrichtung:
[0073] Das Seil wird über eine stehende Metallscheibe mit ebener Oberfläche (keine Rillung)
gezogen. Durch die Reibung des zu prüfenden Seiles wird die Scheibe mehr oder weniger
stark mitgenommen. Die Scheibe ist fixiert, eine Wägezelle misst die Kraft, welche
durch die Mitnahme durch das zu prüfende Seil verursacht wird. Die Messeinrichtung
ist in Abb. 4 schematisch dargestellt.
[0074] Die Oberfläche der Scheibe muss eben ausgeführt sein (keine Rillung) und darf eine
maximale mittlere Oberflächenrauheit von R
A ≤ 0,2 µm aufweisen.
Messverfahren
[0075] Vor jeder Prüfung ist die Scheibenoberfläche mit Alkohol zu reinigen.
[0076] Das Seil wird auf der Zugseite eingespannt.
[0077] Das Seil wird mit konstanter Last M auf der Lastseite belastet.
[0078] Das Seil muss mittig auf der Scheibe aufliegen.
[0079] Die Messeinrichtung wird auf 0 tariert.
[0080] Das Seil wird mit konstanter Geschwindigkeit v = 0,05 m/s auf der Zugseite abgezogen.
[0081] Die sich während des Zugvorganges einstellende konstante Zugbelastung S2 ist mit
einer Genauigkeit von ±3% zu messen.
Reibungskoeffizient
[0082] Der Reibungskoeffizient ist zu bestimmen wie folgt:

mit
µ = Reibungskoeffizient
In = natürlicher Logarithmus mit Basis e
S2 = Seilzugkraft auf Zugseite
S1 = Seilzugkraft auf Gewichtsseite
α = Umschlingungswinkel des Seiles auf der Scheibe im Bogenmaß
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
[0083] Figur 1 zeigt einen Querschnitt einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Seiles 1. Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Seiles 1.
[0084] Das Seil 1 enthält einen Kern 2 aus bevorzugt textilem Fasermaterial. Um den Kern
2 sind drei konzentrische Litzenlagen 3, 4 und 5 vorgesehen, die jeweils aus mehreren
Litzen bestehen und in Form eines Spirallitzenseiles miteinander verseilt sind.
[0085] In der gezeigten Ausführungsform besteht die innerste Litzenlage 3 aus 5 Litzen,
von denen in der Figur zwei Litzen mit den Bezugsziffern 7 und 8 bezeichnet sind.
Die mittlere Litzenlage 4 besteht aus 12 Litzen, von denen in den Figuren zwei Litzen
mit den Bezugsziffern 9 und 10 bezeichnet sind. Die äußerste Litzenlage 5 besteht
aus 19 Litzen, von denen in den Figuren zwei Litzen mit den Bezugsziffern 11 und 12
bezeichnet sind.
[0086] Das Fasermaterial der Litzen besteht im Wesentlichen aus hochfesten Kunststofffasern,
wie z.B. UHMWPE-Fasern, Aramidfasern, LCP-Fasern oder PBO-Fasern.
[0087] Um die äußerste Litzenlage 5 ist in der dargestellten Ausführungsform ein Mantel
6 vorgesehen. Es kann aber auch die äußerste Litzenlage 5 die äußerste Schicht des
Seiles darstellen. Der Mantel 6 weist einen Reibungskoeffizienten µ gegenüber Stahl
von µ < 0,15 auf und ist aus bevorzugt textilem Fasermaterial, z.B. UHMWPE hergestellt.
Ist kein Mantel 6 vorgesehen, so weist das Fasermaterial der äußersten Litzenlage
5 einen entsprechend geringen Reibungskoeffizienten µ auf.
[0088] In der dargestellten Ausführungsform sind sämtliche Litzen 7, 8, 9, 10, 11, 12 sowie
auch der Kern 2 mit einer Umhüllung versehen, die in den Figuren 2 und 3 für eine
Litze mit der Bezugsziffer 13 angedeutet ist.
[0089] Die Litzenlagen 3, 4 und 5 sind gegeneinander sowie auch gegenüber dem Kern 2 und
dem Mantel 6 bewegbar. Ebenso sind die einzelnen Litzen 7, 8, 9, 10, 11, 12 gegeneinander
bewegbar.
[0090] Wie insbesondere aus Figur 2 ersichtlich, sind insbesondere die äußerste Litzenlage
5 und die mittlere Litzenlage 4 miteinander in entgegengesetzter Schlagrichtung verseilt.
[0091] Der Füllungsgrad des Seiles an textilem Fasermaterial beträgt 85% (aus den schematischen
Darstellungen der Figuren nicht ersichtlich).
[0092] Das Verhältnis der Schlaglängen der einzelnen Litzenlagen zueinander ist in den Figuren
nicht dargestellt, beträgt aber insbesondere im Falle der äußersten Litzenlage (5)
zur mittleren Litzenlage (4) bevorzugt 1,0 oder weniger.
[0093] Figur 3 zeigt die perspektivische Ansicht eines Seiles 1 mit bei ansonst analogem
Aufbau zum in den Figuren 1 und 2 dargestellten Seil 1 lediglich zwei Litzenlagen
3 und 4.
1. Seil (1) aus textilem Fasermaterial,
gekennzeichnet durch die Kombination der Maßnahmen, dass
a) das lasttragende Fasermaterial des Seiles (1) aus hochfesten Kunststofffasern mit
einer Zugfestigkeit von mindestens 14 cN/dtex besteht
b) das Seil (1) in Form eines Spirallitzenseiles vorliegt
c) das Seil (1) mindestens zwei, bevorzugt mindestens drei konzentrische lasttragende
Litzenlagen (3,4,5) aufweist
d) die einzelnen Litzen (7,8,9,10,11,12) der Litzenlagen (3,4,5) gegeneinander bewegbar
sind
e) der Füllungsgrad des Seiles (1) an textilem Fasermaterial ≥ 75%, bevorzugt ≥ 85%
beträgt, bestimmt mit der Messmethode wie sie in der Beschreibung angegeben ist,
f) die äußerste Schicht (5,6) des Seiles einen Reibungskoeffizient µ gegenüber Stahl
von µ < 0,15 aufweist, bestimmt mit der Messmethode wie sie in der Beschreibung angegeben
ist.
2. Seil (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Seil (1) von einem Mantel (6) als äußerste Schicht umgeben ist, wobei der Mantel
(6) den Reibungskoeffizient µ gegenüber Stahl von µ < 0,15 aufweist, bestimmt mit
der Messmethode wie sie in der Beschreibung angegeben ist.
3. Seil (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Litzenlagen (3,4,5) so aufeinander abgestimmt sind, dass das Seil (1) unter Last
drehungsfrei ist, bestimmt mit der Messmethode wie sie in der Beschreibung angegeben
ist.
4. Seil (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Schlaglänge einer der Litzenlagen (5) zur Schlaglänge der in Richtung
Seilmitte benachbarten Litzenlage (4) weniger als 1,5, bevorzugt 0,7 bis 1,0, besonders
bevorzugt 0,8 bis 0,9 beträgt.
5. Seil (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fasermaterial des Seiles (1) kompaktiert ist.
6. Seil (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lasttragenden Litzen (7,8,9,10,11,12,13) des Seiles (1) jeweils einzeln mit einer
Umhüllung (13) versehen sind.
7. Verwendung eines Seiles (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche als Lastseil
für Anwendungen mit Trommelantrieb.
1. A rope (1) made of textile fibre material,
characterized by the combination of features whereby
a) the load-bearing fibre material of the rope (1) consists of high-strength synthetic
fibres having a tensile strength of at least 14 cN/dtex
b) the rope (1) is in the form of a spiral strand rope
c) the rope (1) has at least two, preferably at least three concentric load-bearing
strand layers (3,4,5)
d) the individual strands (7,8,9,10,11,12) of the strand layers (3,4,5) are movable
with respect to one another
e) the degree of filling of the rope (1) with textile fibre material is ≥ 75%, preferably
≥ 85%, determined by the measuring method as indicated in the specification
f) the outermost ply (5,6) of the rope has a coefficient of friction µ with respect
to steel of µ < 0.15, determined by the measuring method as indicated in the specification.
2. A rope (1) according to claim 1, characterized in that the rope (1) is surrounded by a sheath (6) as the outermost ply, wherein the sheath
(6) has a coefficient of friction µ with respect to steel of µ < 0.15, determined
by the measuring method as indicated in the specification.
3. A rope (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the strand layers (3,4,5) are aligned with each other such that the rope (1) is non-twisting
under load, determined by the measuring method as indicated in the specification.
4. A rope (1) according to any of the preceding claims, characterized in that the ratio of the length of lay of one of the strand layers (5) to the length of lay
of the strand layer (4) adjacent in the direction of the rope centre is less than
1.5, preferably 0.7 to 1.0, particularly preferably 0.8 to 0.9.
5. A rope (1) according to any of the preceding claims, characterized in that the fibre material of the rope (1) is compacted.
6. A rope (1) according to any of the preceding claims, characterized in that the load-bearing strands (7,8,9,10,11,12,13) of the rope (1) are each provided individually
with a sheathing (13).
7. The use of a rope (1) according to any of the preceding claims as a load rope for
applications involving a drum drive.
1. Câble (1) de matière fibreuse textile,
caractérisé par la combinaison des caractéristiques suivantes:
a) la matière fibreuse portant la charge du câble (1) se compose de fibres synthétiques
à haute résistance ayant une résistance à la traction d'au moins 14 cN/dtex,
b) le câble (1) présente la forme d'un câble à torons en spirale,
c) le câble (1) présente au moins deux, de préférence au moins trois couches concentriques
de torons portant la charge (3, 4, 5),
d) les torons individuels (7, 8, 9, 10, 11, 12) des couches de torons (3, 4, 5) sont
mobiles l'un par rapport à l'autre,
e) le degré de remplissage du câble (1) en matière fibreuse textile vaut ≥ 75 %, de
préférence ≥ 85 %, déterminé par la méthode de mesure qui est présentée dans la description,
f) la couche la plus extérieure (5, 6) du câble présente un coefficient de frottement
µ par rapport à l'acier de µ < 0,15, déterminé par la méthode de mesure qui est présentée
dans la description.
2. Câble (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le câble (1) est entouré par une gaine (6) en tant que couche la plus extérieure,
dans lequel la gaine (6) présente le coefficient de frottement µ par rapport à l'acier
de µ < 0,15, déterminé par la méthode de mesure qui est présentée dans la description.
3. Câble (1) selon une revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les couches de torons (3, 4, 5) sont agencées l'une par rapport à l'autre, de telle
manière que le câble (1) ne tourne pas sous charge, selon la méthode de mesure présentée
dans la description.
4. Câble (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rapport du pas de câblage d'une des couches de torons (5) au pas de câblage de
la couche de torons (4) voisine en direction du coeur du câble est inférieur à 1,5,
et vaut de préférence 0,7 à 1,0, de préférence encore 0,8 à 0,9.
5. Câble (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matière fibreuse du câble (1) est compactée.
6. Câble (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les torons portant la charge (7, 8, 9, 10, 11, 12, 13) du câble (1) sont chacun individuellement
munis d'une gaine (13).
7. Utilisation d'un câble (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes comme
câble porteur pour des applications avec entraînement à tambour.