SEIL UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES SEILS

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Seils.

[0002] EP 2 441 723 A1 beschreibt ein solches Verfahren. Aus Faserbündeln gebildete Faserlitzen werden mit einem Harz beschichtet, die Faserlitzen anschließend miteinander verwunden, sodass sich der Harz auf den miteinander verwundenen Faserlitzen anordnet, und auf dem Harz Drahtlitzen verseilt.

[0003] Aus der WO 2012/107042 ist ein Verfahren zur Seilherstellung bekannt, bei dem Faserbündel oder aus Faserbündeln gebildete Faserlitzen innerhalb eines Behältnisses, das mit dem verflüssigten Matrixmaterial gefüllt ist, zu einem Faserkern gewunden werden. Entweder unmittelbar auf dem auf diese Weise hergestellten Faserkern oder auf einer auf dem Faserkern vorgesehenen Ummantelung werden anschließend Stahldrahtlitzen verseilt.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass sich Seile verhältnismäßig geringen Gewichts mit verbesserten mechanischen Eigenschaften herstellen lassen.

[0005] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass Faserbündel zur Bildung von Faserlitzen vor und/oder an einem Verlitzpunkt mit einem verflüssigten Matrixmaterial belegt und beim Verlitzen in das verflüssigte Matrixmaterial eingebettet werden, mittels der Faserlitzen ein Faserkern des Seils gebildet wird, wobei das Matrixmaterial der Faserlitzen nach der Verlitzung und vor einer Verseilung der Faserlitzen verfestigt wird, und die Faserlitzen nach Verfestigung des Matrixmaterials zur Bildung des Faserkerns ohne weitere Belegung unmittelbar miteinander verseilt werden.

[0006] Mittels des Verfahrens lässt sich in einfacher Weise ein Faserkern herstellen, dessen Faserbündel, vorzugsweise vollständig, in das Matrixmaterial eingebettet und damit gegen Bruch geschützt sind. Insbesondere im Vergleich zu dem Verfahren nach der WO 2012/107042, bei dem die Verseilung innerhalb des Behältnisses erfolgt und das dementsprechend aufwendig ist, vereinfacht sich das Verfahren erheblich. Anstatt die Faserlitzen bei der Bildung des Faserkerns mit dem Matrixmaterial zu belegen, werden die Faserbündel lediglich bei der Herstellung der Faserlitzen in das Matrixmaterial eingebettet. Zur Bildung des Faserkerns, der den Kern einer Litze des Seils oder einen Kern des Seils bilden kann, können die Faserlitzen nach der Verfestigung des Matrixmaterials mit den herkömmlichen Verseilverfahren und den dafür vorgesehenen herkömmlichen Gerätschaften gewunden werden.

[0007] Wie nachfolgend erläutert erlaubt das Verfahren eine Herstellung des Faserkerns mit einem verhältnismäßig großen Durchmesser und mit einem verhältnismäßig komplizierteren Aufbau, die sich bei der Verseilung innerhalb des Behältnisses nicht oder nur unter großem Aufwand bilden lassen.

[0008] Gegenüber der Herstellung des Faserkerns aus Faserlitzen, die keine eingebetteten Faserbündel aufweisen, hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass die Handhabung der Faserlitzen wesentlich einfacher ist und dass der erzeugte Faserkern aufgrund der Einbettung der Faserbündel verbesserte mechanische Eigenschaften aufweist. Da das Matrixmaterial die Fasern bzw. die Drähte schützt, diese miteinander verbindet und auftretende Kräfte auf sie überträgt, lassen sich insbesondere höhere Biegewechselzahlen erreichen.

[0009] Zweckmäßigerweise ist das Matrixmaterial durch einen thermoplastischen Kunststoff gebildet, der zu seiner Verflüssigung erhitzt und zu seiner Verfestigung abgekühlt wird.

[0010] Während es vorstellbar wäre, zur Herstellung der Faserlitzen Naturfasern, Mineralfasern, Glasfasern und/oder Kohlenstofffasern zu verwenden, werden in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung synthetische Fasern wie Aramid- oder Polyethylenfasern verwendet.

[0011] Zweckmäßigerweise wird als das Matrixmaterial ein Thermoplast verwendet. Neben dem bevorzugt verwendeten Polypropylen kommen Polycarbonat, Polyamid, Polyethylen oder PEEK in Frage.

[0012] Die Faserbündel werden zweckmäßigerweise mit dem Matrixmaterial besprüht oder, wie in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, vor und/ oder am Verseilpunkt in das verflüssigte Matrixmaterial eingetaucht.

[0013] In einer Ausgestaltung der Erfindung werden die Faserbündel dazu, beispielsweise wie in der WO 2012/107042 beschrieben, durch ein, vorzugsweise beheizbares, Behältnis zur Aufnahme des verflüssigten Matrixmaterials bewegt, das die Faserbündel vor und ggf. am Verseilpunkt umschließt. Zweckmäßigerweise wird das Behältnis oder die Sprüheinrichtung mit einem Extruder verbunden, mittels dessen das Matrixmaterial verflüssigt und zur Sprüheinrichtung oder in das Behältnis bewegt wird.

[0014] In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden die Faserlitzen bei oder/und nach ihrer Verseilung zu dem Faserkern erwärmt derart, dass das Matrixmaterial zumindest einzelner der Faserlitzen, vorzugsweise sämtlicher der Faserlitzen, erweicht, sich mit dem Matrixmaterial jeweils anderer der Faserlitzen verbindet und die Faserlitzen anschließend unter Bildung eines Stoffschlusses untereinander, vorzugsweise an Luft oder in einer Kühlflüssigkeit, gekühlt werden.

[0015] Es wird ein homogener Verbundfaserkern gebildet, der gegenüber lose miteinander verwundenen Faserlitzen verbesserte mechanische Eigenschaften aufweist. Das Verfahren ermöglicht es, solche Verbundfaserkerne mit großen Anzahlen von stoffschlüssig miteinander verbundenen Faserlitzen herzustellen.

[0016] Die Faserlitzen werden zur Bildung des Faserkerns zweckmäßigerweise parallel verseilt oder lagenverseilt.

[0017] Bei der Lagenverseilung können die Faserlitzen zur Beeinflussung eines bei Belastung des Seils auftretenden Drehmoments in verschiedenen Schlagrichtungen verseilt werden. Dadurch kann ein Faserkern geschaffen werden, der selbst drehungsarm oder drehungsfrei ist. Es ist aber auch vorstellbar, den Faserkern gezielt mit einem bestimmten Drehmoment zu versehen, um dieses an ein Drehmoment, das durch die Außendrähte bzw. Außenlitzen hervorgerufen wird, anzupassen, z.B. um ein Seil zu schaffen, das insgesamt drehungsarm oder drehungsfrei ist.

[0018] Ein drehungsarmes Seil dreht sich unter Belastung nur geringfügig. Zur Herstellung des drehungsarmen Seils werden die Faserlitzen und ggf. die Außendrähte bzw. Außenlitzen zweckmäßigerweise in derartigen Richtungen und Schlaglängen geschlagen, dass die Dreheigenschaft des Seils kleiner oder gleich einer Drehung des Seils um 360 ° pro Seillänge von 1000 d beim Heben einer Last, die 20 % von F_min entspricht, ist,
wobei

d

= Seilnenndurchmesser

F_min

= Mindestbruchkraft des des Seils.

[0019] Eine solche Definition des drehungsarmen Seils findet sich in der Norm DIN EN 12385-3:2008-06.B.1.5 unter a).

[0020] Als besonders vorteilhaft hat sich allerdings erwiesen, zur Herstellung des drehungsarmen Seils die Faserlitzen und ggf. die Außendrähte bzw. Außenlitzen in derartigen Richtungen und Schlaglängen zu schlagen, dass die Dreheigenschaft des Seils kleiner oder gleich einer Drehung des Seils von 36 ° pro Seillänge von 1000 d beim Heben einer Last, die 20 % von F_min, enstpricht, besonders bevorzugt kleiner oder gleich einer Drehung des Seils von 3,6 ° pro Seillänge von 1000 d beim Heben einer Last entsprechend 20 % F_min, sind.

[0021] Vorteilhaft lässt sich der Faserkern gemäß dem allgemeinen Bildungsgesetz für Spiralseile aufbauen, das lautet wie folgt:

wobei

n = 1, 2, 3, 4, ...

m=2,3,4,5...

[0022] Bei paralleler Verseilung kann der Faserkern in allen vorstellbaren Seilanordnungen aufgebaut werden. Infrage kommen insbesondere die Seilanordnungen Standard Seale, Filler, Warrington, Warrington - Seale, Seale - Seale, Seale - Filler, Seale - Warrington, Seale - Warrington - Seale.

[0023] Als besonderer Vorteil hat sich erwiesen, dass es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich wird, die Faserlitzen zur Herstellung des Faserkerns im Gleichschlag, bei dem die Fasern in den Faserlitzen und die Faserlitzen im Faserkern in derselben Richtung verwunden werden, zu verseilen. Der Erfinder hat erkannt, dass sich eine derartige Verseilung, die zuvor nicht möglich war, weil sich die Faserlitzen bei Verseilung im Gleichschlag aufgewunden und dementsprechend die Faserlitzen ihre Struktur beim Verseilen verloren hätten, mittels des vorliegenden Verfahrens, bei dem die Faserbündel durch das Matrixmaterial in der Faserlitzenstruktur gehalten werden, durchführen lässt. Mit Gleichschlag verseilte Faserlitzen erzeugen ein größeres Drehmoment bei Belastung des Seils als im Kreuzschlag verseilte Faserlitzen. Dies lässt sich vorteilhaft zum Einstellen des bei der Belastung auftretenden Drehmoments nutzen. So kann für jede Faserlitzen abhängig von jeweils benötigten, durch die jeweiligen Faserlitzen erzeugten Drehmoment gewählt werden, ob die Faserlitzen im Gleichschlag oder im Kreuzschlag verseilt werden.

[0024] Es versteht sich, dass dazu die Faserlitzen aus den Faserbündeln im Uhrzeigersinn (Z-Schlag) oder entgegen dem Uhrzeigersinn (S-Schlag) verlitzt werden können und je nach Bedarf die jeweilige Faserlitzenlage aus Faserlitze im Z-Schlag oder im S-Schlag verseilt werden können.

[0025] In einer Ausführungsform der Erfindung wird auf dem Faserkern eine Ummantelung vorgesehen. Die Ummantelung ist vorzugsweise aus dem Matrixmaterial gebildet, kann aber auch durch einen anderen Stoff gebildet sein, der sich mit dem Matrixmaterial verbindet oder an ihm anhaftet derart, dass zwischen dem Faserkern und der Ummantelung durch die jeweils gebildete Verbindung bzw. Haftung derart große Kräfte übertragen werden können, dass die Verbindung bzw. die Haftung bei Belastung des Seils hält. Zweckmäßigerweise weist der Stoff dazu ähnliche Materialeigenschaften auf wie das Matrixmaterial, vorzugsweise ist er aus derselben Klasse von Kunststoffen gebildet. Wird die Ummantelung aus dem Matrixmaterial gebildet, kann bei der Herstellung der Faserlitzen in den Faserlitzen eine derartige Menge an Matrixmaterial angeordnet werden, dass sich bei der Erwärmung während der Verseilung des Faserkerns auf dem Faserkern eine Schicht aus dem Matrixmaterial bildet. Alternativ kann die Ummantelung auch in einem zusätzlichen Arbeitsgang aufgebracht werden.

[0026] Die Ummantelung wird vorzugsweise in ausreichender Dicke vorgesehen, um die Drähte bzw. die Drahtlitzen zumindest abschnittsweise einzubetten. Insbesondere kann die Ummantelung in einer derartigen Dicke vorgesehen werden, dass zumindest die Drähte bzw. Drahtlitzen innerer Lagen des Seils vollständig in die Ummantelung eingebettet werden. Es versteht sich, dass die Ummantelung auch in einer derartigen Dicke vorgesehen werden kann, dass auch äußere Lagen der Drähte bzw. Drahtlitzen vollständig innerhalb der Ummantelung liegen, sodass die Ummantelung das Seil nach außen abschließt. Durch die Einbettung entsteht auch zwischen einer durch die Drähte bzw. die Drahtlitzen gebildeten Außenlage der Litze oder des Seils und dem Faserkern eine formschlüssige Verbindung.

[0027] Während es vorstellbar wäre, die Drähte oder die Drahtlitzen in einem gesonderten Verfahrensschritt, in dem die Ummantelung des Faserkerns zu ihrer Erweichung erhitzt wird, auf dem Faserkern zu verseilen, werden die Drähte bzw. Drahtlitzen in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung direkt nach der Verseilung des Faserkerns auf dem Faserkern verseilt in einem Zeitraum, in dem das Matrixmaterial noch weich ist.

[0028] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Drähte oder die Drahtlitzen vor Verseilung auf dem Faserkern vorgeformt, vorzugsweise in oder annähernd in eine Heilxform, die sie im fertiggestellten Seil einnehmen. Die mit den vorgeformten Drähten oder Drahtlitzen hergestellten Seile weisen geringere oder keine Eigenspannungen auf. Sie sind schnittfest, d.h. die Drähte bzw. Drahtlitzen spreizen sich nicht auf, wenn das Seil geschnitten wird.

[0029] Die Vorformung erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn das Seil lediglich eine einzige Lage aus den Drahtlitzen aufweist, da die Drahtlitzen bei diesem Aufbau eine besonders große Kraft auf den Faserkern ausüben und diese sich durch die Vorformung erheblich reduzieren lässt. Es versteht sich aber, dass die Vorformung der Drahtlitzen auch vorteilhaft sein kann, wenn das Drahtseil zwei oder mehrere der Drahtlitzenlagen aufweist.

[0030] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der beiliegenden, sich auf diese Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2

ein Detail der Vorrichtung nach Fig. 1 in isometrischer Darstellung,

Fig. 3

schematisch eine weitere Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und

Fig. 4 bis 9

Querschnitte verschiedener erfindungsgemäßer Seile.

[0031] Zur Durchführung des Verfahrens werden zunächst verdrillte Bündel 2 von Fasern aus z.B. Aramid oder Polyethylen mittels der in Fig. 1 gezeigten Verlitzeinrichtung 9 zu einer Faserlitze 3 verlitzt. Die Faserbündel 2 werden dazu mittels eines drehbaren Verlitzkorbs 10 zu einem Verlitzpunkt 4 geführt, an dem sie zu der Faserlitze 3 gewunden werden. An dem Verlitzkorb 10 sind in an sich bekannter Weise hier nicht dargestellte Spulen angeordnet, auf denen die Faserbündel 2 aufgewickelt sind. Bei der Herstellung der Faserlitze 3 werden die Faserbündel 2 kontinuierlich von den Spulen abgerollt, während sich der Verlitzkorb 10 dreht. Mittels Rollen 16 wird die Faserlitze 3 vom Verlitzpunkt 4 weggezogen und zur weiteren Verwendung auf eine Trommel 17 aufgerollt.

[0032] Wie Fig. 2 genauer zu entnehmen ist, sind die Faserbündel 2 am Verlitzpunkt 4 von einem Behältnis 11 umgeben, dem über eine beheizbare Leitung 14 aus einem Extruder 13 thermoplastischer Kunststoff, z.B. Polypropylen, zugeführt werden kann. Das Behältnis 11 ist auf seiner dem Verlitzkorb 10 zugewandten Seite mit einer verdrehbaren Seitenwand 18 versehen, die mehrere Öffnungen 19 aufweist, durch die hindurch die Faserbündel 2 in das Behältnis 11 geführt werden können. Mittels eines Stegs 12, der starr mit dem Verlitzkorb 10 verbunden ist, wird die verdrehbare Seitenwand 18 bei Rotationsbewegung des Verlitzkorbs 10 vom Verlitzkorb 10 mitgenommen. Auch durch den Steg 12 hindurch lässt sich ein Faserbündel 2, das in der Faserlitze 3 einen Litzenkern bildet, in das Behältnis 11 führen.

[0033] Auf einer der Seitenwand 18 gegenüberliegenden Seite des Behältnisses 11 ist eine weitere Öffnung vorgesehen, durch die sich die aus den Faserbündeln 2 gebildete Faserlitze 3 aus dem Behältnis 11 heraus bewegen lässt. Die Öffnung weist einen Durchmesser und eine Form auf, die dem Durchmesser bzw. der Form der zu bildenden Faserlitze 3 entspricht.

[0034] Zur Herstellung der Faserlitze 3 werden die Faserbündel 2 in der jeweils benötigten Anzahl, Anordnung und Größe bzw. im benötigten Aufbau bei Rotation des Verlitzkorbs 10 sowie der beweglichen Seitenwand 18 kontinuierlich am Verlitzpunkt 4 miteinander verwunden. Dem Behältnis 11 wird dabei kontinuierlich das Polypropylen verflüssigt zugeführt. Dieses belegt die Faserbündel 2 vor und während der Verlitzung, sodass die Faserbündel 2 in der Faserlitze 3 in den thermoplastischen Kunststoff eingebettet werden.

[0035] Nachdem die Faserlitze 3 aus der Öffnung des Behältnisses 11 heraustritt, wird sie in einem Wasserbad 15 oder lediglich an Luft gekühlt, um den thermoplastischen Kunststoff abzukühlen und dadurch zu verfestigen, und anschließend auf die Trommel 17 aufgerollt.

[0036] Mit den auf diese Weise hergestellten Faserlitzen 3 lassen sich mit den herkömmlichen Verseilvorrichtungen durch Parallelverseilung oder Lagenverseilung der Faserlitzen 3 Faserkerne 6 beliebigen Aufbaus herstellen, beispielsweise gemäß dem obengenannten allgemeinen Bildungsgesetz für Spiralseile oder in den genannten Seilanordnungen wie Seale, Filler, Warrington usw.

[0037] Fig. 3 zeigt schematisch eine herkömmliche Verseilvorrichtung 20, an der eine Erhitzungseinrichtung 22 vorgesehen ist. Mittels der Erhitzungsvorrichtung 22 werden die Faserlitzen 3 vor, am und/oder hinter dem Verseilpunkt 21 erhitzt derart, dass der thermoplastische Kunststoff in den Faserlitzen 3 so weich wird, dass er mit dem jeweiligen der anderen Faserlitzen 3 verschmilzt und sich nach Abkühlung ein einteiliger Faserkern 6 bildet.

[0038] Bei der Lagenverseilung kann eine Erhitzung der Faserlitzen 3 entweder bei Verseilung einzelner oder jeder der Faserlitzenlagen 31,32 oder lediglich bei Verseilung der letzten Faserlitzenlage 32 vorgesehen sein (vgl. in Fig. 4 im Querschnitt gezeigtes Seil).

[0039] Anschließend werden auf dem Faserkern 6, ggf. wie in Fig. 3 dargestellt mittels einer Tandemverseilmaschine, Drahtlitzen 7 verseilt und ein erfindungsgemäßes Seil 1 gebildet. Bevorzugt werden die Drahtlitzen 7 auf dem Faserkern 6 verseilt, solange der thermoplastische Kunststoff 5 noch weich ist. Die Drahtlitzen 7 drücken sich dann in den thermoplastischen Kunststoff 5 ein, werden in ihn eingebettet und es bildet sich ein Formschluss zwischen einer unmittelbar auf dem Faserkern 6 aufliegenden Drahtlitzenlage 71 und dem Faserkern 6.

[0040] Alternativ können die Drahtlitzen 7 verseilt werden, wenn der thermoplastische Kunststoff 5 des Faserkerns 6 bereits verfestigt ist. Die Drahtlitzen 7 liegen dann lediglich auf dem Faserkern 6 auf.

[0041] Optional können die Drahtlitzen 7 vor ihrer Verseilung vorgeformt werden, bevorzugt in oder annähernd in die Helixform, die sie in dem Seil 1 einnehmen, wenn es fertiggestellt ist. Dadurch lässt sich das Seil 1 mit geringeren, ggf. sogar ohne Eigenspannungen herstellen.

[0042] Bei der Herstellung der Faserlitzen 3 kann derart viel thermoplastischer Kunststoff 5 in den Faserlitzen 3 vorgesehen werden, dass sich bei Erhitzung des verseilten Faserkerns 6 auf dem Faserkern 6 eine Ummantelung 8 aus dem thermoplastischen Kunststoff 5 bildet, in welche Drahtlitzen 7 eingebettet werden können.

[0043] Alternativ kann auf dem Faserkern 6 eine zusätzliche Schicht aus thermoplastischem Kunststoff 5 zur Aufnahme der Drahtlitzen 7 vorgesehen werden.

[0044] Fig. 4 zeigt im Querschnitt ein mittels des oben beschriebenen Verfahrens hergestelltes Seil 1, das einen Faserkern 6 aus Faserlitzen 3 gleichen Durchmessers und gleichen Aufbaus aufweist. Der Faserkern 6 ist in Lagenverseilung in einem 1+6+12 - Aufbau verseilt worden, wobei eine erste Lage 31 aus sechs Faserlitzen 3 im Uhrzeigersinn (Z-Schlag) und eine zweite Lage 32 aus zwölf Faserlitzen 3 entgegen des Uhrzeigersinns (S-Schlag) verseilt worden ist. Da die Faserlitzen 3 im Z-Schlag verlitzt worden sind, ist die Lage 32 im Kreuzschlag und die Lage 31 im Gleichschlag verseilt.

[0045] Wie Fig. 4 zeigt, sind die Faserlitzen 3 vollständig in den thermoplastischen Kunststoff 5 eingebettet. Die auf dem Faserkern 6 aufsitzende Lage aus Drahtlitzen 7 ist in einer Ummantelung 8, die sich aus dem thermoplastischen Kunststoff 5 gebildet hat und die die Faserbündel 3 des Faserkerns 6 umgibt, eingebettet. Die Drahtlitzen 7 sind in einem derartigen Schlagwinkel auf dem Faserkern 6 verwunden, dass sich durch die Faserlitzen 3 des Faserkerns 6 und durch die Drahtlitzen 7 hervorgerufene Drehmomente bei Belastung des Seils 1 gegenseitig aufheben. Die Schlaglängen des Faserkerns 6 und der Drahtlitzen 8 können derart aufeinander abgestimmt sein, dass das Seil 1 drehungsarm, z.B. mit einer Dreheigenschaft von einer Drehung des Seils kleiner 3,6 °/ 1000 d Seillänge beim Heben einer Last, die 20 % von F_min entspricht, oder drehungsfrei ist.

[0046] Nachfolgend wird auf die Fig. 5 bis 9 Bezug genommen, in denen gleiche oder gleichwirkende Teile mit derselben Bezugszahl wie in den Fig. 1 bis 4 bezeichnet sind und der betreffenden Bezugszahl jeweils ein Buchstabe beigefügt ist.

[0047] Ein in Fig. 8 gezeigtes Seil 1d unterscheidet sich von dem nach Fig. 4 dadurch, dass lediglich eine einzige Lage aus Drahtlitzen 7d vorgesehen worden ist, die Drahtlitzen 7d der einen Lage in einem derartigen Schlagwinkel auf dem Faserkern 6d verwunden worden sind, dass sich durch Faserlitzen 3d des Faserkerns 6d und durch die Drahtlitzen 7d hervorgerufene Drehmomente bei Belastung des Seils 1d gegenseitig aufheben, und die Drahtlitzen 7d wie oben beschrieben in eine Helixform vorgeformt worden sind. Durch die Vorformung üben die Drahtlitzen 7d zum einen eine vergleichsweise geringe Kraft auf den Faserkern 6d aus. Zum anderen ist das Seil 1d schnittfest, d.h. es spreizt sich unter seinen Eigenspannungen nicht auf, wenn es geschnitten wird. Das Seil 1d ist ebenfalls drehungsarm und kann die oben für das Seil 1 genannte Dreheigenschaft aufweisen.

[0048] Ein in Fig. 5 gezeigtes Seil 1a unterscheidet sich von dem Seil 1 nach Fig. 4 dadurch, dass ein Faserkern 6a parallel verseilt worden ist und eine 1+6+(6+6) Struktur (Warrington) aufweist. Faserlitzen 3a,3b einer äußeren Lage 32a von Faserlitzen 3a weisen unterschiedliche Durchmesser auf. Auch bei dem Seil 1a sind die Schlaglängen des Faserkerns 6a und der Drahtlitzen 8a derart aufeinander abgestimmt, dass das Seil 1a drehungsarm, z.B. mit einer Dreheigenschaft von kleiner einer Drehung von 3,6 °/ 1000 d Seillänge beim Heben einer Last entsprechend 20 % F_min, oder drehungsfrei ist.

[0049] Im Unterschied zu dem Seil 1a nach Fig. 5 ist bei dem in Fig. 9 gezeigten Seil 1e lediglich eine einzige Lage aus Drahtlitzen 7e vorgesehen worden, die Drahtlitzen 7e der einen Lage sind in einem derartigen Schlagwinkel auf dem Faserkern 6e verwunden worden, dass sich durch Faserlitzen 3e,3e' des Faserkerns 6e und durch die Drahtlitzen 7e hervorgerufene Drehmomente bei Belastung des Seils 1d gegenseitig aufheben sodass es drehungsarm ist (und dabei z.B. die oben für das Seil 1a genannte Dreheigenschaft aufweist) oder drehungsfrei ist, und die Drahtlitzen 7e sind wie oben beschrieben in eine Helixform vorgeformt worden.

[0050] In Fig. 6 ist ein weiteres erfindungsgemäßes Seil 1b gezeigt, dessen Faserlitzen in der Zeichnung durch eine Schraffur gekennzeichnet sind. Es weist ein Kernseil 6b auf, mit 1 +6+ 12 - Aufbau auf. Zur Beeinflussung eines Drehmoments, das durch das Kernseil 6b bei Belastung des Seil 1b hervorgerufen wird, sind die einzelnen Lagen des Kernseils 6b aus Faserlitzen 60 in entgegengesetzten Schlagrichtungen lagenverseilt worden. Auf der Kernlitze 6b ist eine Litzenlage aus fünf Litzen 40 angeordnet, die einen 1+5+(5+5)+10-Aufbau aufweisen, wobei lediglich die Außenlage der Litzen 40 aus Stahldrähten 42 und die innere 1+5+(5+5)-Struktur durch Faserlitzen 41 gebildet ist. Die Litzen 40 sind als Ganzes, beispielsweise durch Hämmern, verdichtet.

[0051] Um die Litzen 40 ist eine Außenlage aus Außenlitzen 50 und 70 gewunden. Die Außenlitzen 50 mit Faserlitzen 51 und Stahldrähten 52 weisen denselben Aufbau auf wie die Litzen 40 und sind ebenfalls verdichtet worden, haben allerdings einen geringeren Durchmesser. Die Außenlitzen 70 weisen einen 1+6+(6+6)+12-Aufbau auf. Auch bei den Außenlitzen 70 ist eine Litzenaußenlage durch Stahldrähte 72 gebildet und das Litzeninnere, d.h. der 1+6+(6+6)-Aufbau, ist durch Faserlitzen 71 gebildet. Auch die Außenlitzen 70 sind verdichtet worden.

[0052] Sämtliche der für die Bildung des Seils 1b benötigten Faserlitzen 60, 41,51,71 sind mittels des oben beschriebenen Verfahrens hergestellt und bei ihrer Verlitzung erhitzt worden, um einen einteiligen Faserkern zu bilden. Bei der Herstellung der Faserlitzen 41,51,71 ist eine derartige Menge an thermoplastischem Kunststoff, z.B. PEEK, vorgesehen worden, dass sich bei Erhitzung nach ihrer Verlitzung zu dem jeweiligen Faserkern eine Ummantelung aus dem thermoplastischen Kunststoff gebildet hat, in welche die äußeren Stahldrähte 42,52,72 eingebettet worden sind. Bei ihrer Verseilung zu dem Seil 1b sind die Kernlitze 6b und die Litzen 40,50,70 in ein Matrixmaterial 80 aus thermoplastischem Kunststoff eingebettet worden. Das Matrixmaterial 80 kann aus demselben Kunststoff, in den auch die Faserbündel der Faserlitzen 60,41,51,71 eingebettet worden sind (z.B. PEEK) oder durch einen anderen Kunststoff, z.B. Polycarbonat, der an dem thermoplastischen Kunststoff haftet, sich ggf. chemisch mit ihm verbindet, gebildet sein.

[0053] Auch bei dem Seil 1b nach Fig. 6 können die Faserlitzen 60b, die Litzen 40 und die Außenlitzen 70 derart geschlagen sein, dass das Seil 1b drehungsarm ist und dabei z.B. eine Dreheigenschaft von einer Drehung des Seils kleiner 36 °/ 1000 d Seillänge beim Heben einer Last, die 20 % von F_min entspricht, aufweist.

[0054] Ein in Fig. 7 dargestelltes Seil 1c weist ein Kernseil 6c mit 1+6+(6+6)+12-Aufbau auf. Eine äußere Lage des Kernseils 6c ist durch Stahldrähte 62c gebildet. Der innere 1+6+6(6+6)-Aufbau des Kernseils 6c ist durch einen Faserkern gebildet, dessen nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellte Faserlitzen 60c parallel verseilt und wie oben beschrieben beim Verseilen unter Erhitzung miteinander verbunden worden sind.

[0055] Um das Kernseil 6c herum gewundene Litzen 40c weisen einen aus einer einzigen Faserlitze 41c gebildeten Faserkern und darauf verlitzte Stahldrahtdrähten 42c auf (1+6-Aufbau). Eine Außenlage des Seils 1c ist durch Stahldrahtlitzen 70c gebildet.

[0056] Beim Verseilen des Seils 1c sind die Kernlitze 6c, die Litzen 40c und die Außenlitzen 70c in ein Matrixmaterial 80c aus thermoplastischem Kunststoff, eingebettet worden. Das Matrixmaterial 80c besteht vorzugsweise aus demselben thermoplastischen Kunststoff (z.B. Polyamid), der zur Herstellung der Faserlitzen 60c, 41c verwendet worden ist. Das Seil c ist insgesamt, z.B. durch Hämmern, verdichtet worden.

[0057] Bei dem Seil 1c können die Stahldrähte 62c, Faserlitzen 60c, die Litzen 40c und die Stahldrahtliitzen 70c derart geschlagen sein, dass das Seil 1b drehungsarm ist und dabei z.B. eine Dreheigenschaft von einer Drehung des Seils kleiner 18 °/ 1000 d Seillänge beim Heben einer Last, die 20 % von F_min entspricht, aufweist.

[0058] Es versteht sich, dass die Draht aufweisenden Litzen der Seile 1a, 1b, 1c, 1d, 1e nach den Fig. 5 bis 9 ebenfalls, wie oben für das Drahtseil 1 erläutert, vorgeformt sein können.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Seils (1), bei dem Faserbündel (2) zur Bildung von Faserlitzen (3) vor und/oder an einem Verlitzpunkt (4) mit einem verflüssigten Matrixmaterial (5) belegt und beim Verlitzen in das verflüssigte Matrixmaterial (5) eingebettet werden, mittels der Faserlitzen (3) ein Faserkern (6) des Seils (1) gebildet wird, wobei das Matrixmaterial (5) der Faserlitzen (3) nach der Verlitzung und vor einer Verseilung der Faserlitzen (3) verfestigt wird, und die Faserlitzen (3) nach Verfestigung des Matrixmaterials (5) zur Bildung des Faserkerns (6) ohne weitere Belegung unmittelbar miteinander verseilt werden und um den Faserkern (6) Drähte oder Drahtlitzen (7) gewunden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Faserlitzen (3) bei oder nach Ihrer Verseilung zu dem Faserkern (6) erwärmt werden derart, dass das Matrixmaterial (5) zumindest einzelner der Faserlitzen (3), vorzugsweise sämtlicher der Faserlitzen (3), erweicht, sich mit dem Matrixmaterial (5) jeweils anderer der Faserlitzen (3) verbindet und anschließend unter Bildung eines Stoffschlusses untereinander verfestigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass auf dem Faserkern (6) eine Ummantelung (8) vorgesehen wird, die vorzugsweise aus dem Matrixmaterial (5) gebildet ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Drähte oder die Drahtlitzen (7) in das Matrixmaterial (5) der Ummantelung (8) eingebettet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Faserlitzen (3) zur Bildung des Faserkerns (6) parallel verseilt oder lagenverseilt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Faserlitzen (3) bei Lagenverseilung zur Beeinflussung eines bei Belastung des Seils (1) auftretenden Drehmoments in verschiedenen Schlagrichtungen verseilt werden, vorzugsweise derart, dass der Faserkern (6) oder das gesamte Seil (1) drehungsarm oder drehungsfrei ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Faserlitzen (3) im Kreuzschlag, bei dem die Fasern in den Faserlitzen (3) und die Faserlitzen (3) im Seil (1) gegenläufig verwunden werden, oder im Gleichschlag, bei dem die Fasern in den Faserlitzen (3) und die Faserlitzen (3) im Seil (1) in derselben Richtung verwunden werden, verseilt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Drähte oder die Drahtlitzen (7) vor Verseilung auf dem Faserkern (6) vorgeformt werden, vorzugsweise in oder annähernd in eine Heilxform, die sie im fertiggestellten Seil (1) einnehmen.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass lediglich eine einzige Lage aus den, vorzugsweise vorgeformten, Drahtlitzen (7) um den Faserkern (6) gewunden wird oder zumindest zwei Lagen aus den Drahtlitzen (7) um den Faserkern (6) gewunden werden.

10. Seil (1), das einen Faserlitzen (3) aufweisenden Faserkern (6) umfasst, wobei die Faserlitzen (4) aus Faserbündeln (2) gebildet sind, die in ein Matrixmaterial (5) eingebettet und in dem Matrixmaterial (5) miteinander verlitzt sind, und im Faserkern (6) miteinander verseilt sind und auf dem Faserkern (6) Drähte oder Drahtlitzen (7) verseilt sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Faserkern aus den Faserlitzen, deren Matrixmaterial nach der Verlitzung und vor der Verseilung zum Faserkern (4) verfestigt ist, gebildet ist und die verfestigten Faserlitzen (4) im Faserkern (6) ohne weitere Belegung unmittelbar miteinander verseilt sind.

11. Seil nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Matrixmaterial (5) verschiedener der Faserlitzen (4) in dem Faserkern (6) unter Bildung eines Stoffschlusses zwischen den jeweiligen Faserlitzen (4) miteinander verbunden, vorzugsweise miteinander verschmolzen, sind.

12. Seil nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass auf dem Faserkern (6) eine, vorzugsweise aus dem Matrixmaterial (5) gebildete, Ummantelung (8) vorgesehen ist, wobei vorzugsweise die Drähte oder die Drahtlitzen (7) vorzugsweise in die Ummantelung (8) eingebettet sind.

13. Seil nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Faserlitzen (3) bei Lagenverseilung zur Beeinflussung eines bei Belastung des Seils (1) auftretenden Drehmoments in verschiedenen Schlagrichtungen verseilt sind, vorzugsweise derart, dass der Faserkern (6) oder das gesamte Seil (1) drehungsarm oder drehungsfrei ist.

14. Seil nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Faserlitzen (3) im Kreuzschlag, bei dem die Fasern in den Faserlitzen (3) und die Faserlitzen (3) im Seil (1) gegenläufig verwunden sind, oder im Gleichschlag, bei dem die Fasern in den Faserlitzen (3) und die Faserlitzen (3) im Seil (1) in derselben Richtung verwunden sind, verseilt sind.

Claims

1. Method for the production of a rope (1), in which fibre bundles (2) are coated with a liquefied matrix material (5) before and/or at a stranding point (4) to form fibre strands (3) and are embedded in the liquefied matrix material (5) during stranding, by means of which fibre strands (3) a fibre core (6) of the rope (1) is formed, wherein the matrix material (5) of the fibre strands (3) is solidified after the stranding and before rope-stranding of the fibre strands (3), and the fibre strands (3) after solidification of the matrix material (5) to form the fibre core (6) are rope-stranded with one another directly without further coating and wires or wire strands (7) are wound around the fibre core (6).

2. Method according to Claim 1,
characterized
in that the fibre strands (3), during or after the rope-stranding thereof to form the fibre core (6), are heated such that the matrix material (5) of at least individual fibre strands (3), preferably all of the fibre strands (3), softens and bonds with the matrix material (5) of respective other fibre strands (3), and is then solidified to form an integral bond between them.

3. Method according to Claim 1 or 2,
characterized
in that a sheath (8) that is preferably formed from the matrix material (5) is provided on the fibre core (6).

4. Method according to Claim 3,
characterized
in that the wires or the wire strands (7) are embedded in the matrix material (5) of the sheath (8).

5. Method according to any of Claims 1 to 4,
characterized
in that the fibre strands (3) are parallel-rope-stranded or layer-rope-stranded in order to form the fibre core (6) .

6. Method according to Claim 5,
characterized
in that, in layer rope-stranding, the fibre strands (3) are rope-stranded in different lay directions in order to influence a torque arising on loading of the rope (1), preferably such that the fibre core (6) or the entire rope (1) is low-rotation or rotation-free.

7. Method according to any of Claims 1 to 6,
characterized
in that the fibre strands (3) are rope-stranded in regular lay, in which the fibres in the fibre strands (3) and the fibre strands (3) in the rope (1) are wound in opposite directions, or in lang lay, in which the fibres in the fibre strands (3) and the fibre strands (3) in the rope (1) are wound in the same direction.

8. Method according to any of Claims 1 to 7,
characterized
in that, before rope-stranding on the fibre core (6), the wires or the wire strands (7) are preformed, preferably into a helical or approximately helical form which they assume in the finished rope (1).

9. Method according to any of Claims 1 to 8,
characterized
in that only a single layer of the preferably preformed wire strands (7) is wound around the fibre core (6), or at least two layers of the wire strands (7) are wound around the fibre core (6).

10. Rope (1), comprising a fibre core (6) having fibre strands (3), wherein the fibre strands (4) are formed from fibre bundles (2) embedded in a matrix material (5) and stranded with one another in the matrix material (5), and are rope-stranded with one another in the fibre core (6) and wires or wire strands (7) are rope-stranded on the fibre core (6),
characterized
in that the fibre core is formed of the fibre strands the matrix material of which is solidified after the stranding and before the rope-stranding to form the fibre core (4), and the solidified fibre strands (4) in the fibre core (6) are rope-stranded with one another directly without further coating.

11. Rope according to Claim 10,
characterized
in that the matrix material (5) of various of the fibre strands (4) in the fibre core (6) are bonded with one another, preferably melted with one another, to form an integral bond between the respective fibre strands (7).

12. Rope according to Claim 10 or 11,
characterized
in that a sheath (8), preferably formed of the matrix material (5), is provided on the fibre core (6), wherein preferably the wires or wire strands (7) are preferably embedded in the sheath (8).

13. Rope according to any of Claims 10 to 12,
characterized
in that, in layer rope-stranding, the fibre strands (3) are rope-stranded in different lay directions in order to influence a torque arising on loading of the rope (1), preferably such that the fibre core (6) or the entire rope (1) is low-rotation or rotation-free.

14. Rope according to any of Claims 10 to 13,
characterized
in that the fibre strands (3) are rope-stranded in regular lay, in which the fibres in the fibre strands (3) and the fibre strands (3) in the rope (1) are wound in opposite directions, or in lang lay, in which the fibres in the fibre strands (3) and the fibre strands (3) in the rope (1) are wound in the same direction.

Revendications

1. Procédé de fabrication d'un câble (1), dans lequel, pour former des torons de fibres (3), des faisceaux de fibres (2) sont recouverts d'un matériau matriciel liquéfié (5), devant et/ou en un point de toronnage (4), et sont noyés dans le matériau matriciel liquéfié (5) lors du toronnage, une âme de fibres (6) du câble (1) est formée au moyen des torons de fibres (3), et après le toronnage et avant un câblage des torons de fibres (3), le matériau matriciel des torons de fibres (3) est consolidé, et après la consolidation du matériau matriciel (5), pour former l'âme de fibres (6), les torons de fibres (3) sont câblés ensemble directement, sans autre recouvrement, et des fils métalliques ou torons de fils métalliques (7) sont enroulés autour de l'âme de fibres (6).

2. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
les torons de fibres (3) sont chauffés pendant ou après leur câblage pour former l'âme de fibres (6), de telle sorte que le matériau matriciel (5) d'au moins certains des torons de fibres (3), de préférence de tous les torons de fibres (3), se ramollit, se lie au matériau matriciel (5) d'autres torons de fibres (3) respectifs et est ensuite consolidé en formant une liaison par coopération de matière entre eux.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que
il est prévu une gaine (8) sur l'âme de fibres (6), qui est de préférence formée du matériau matriciel (5).

4. Procédé selon la revendication 3,
caractérisé en ce que
les fils métalliques ou torons de fils métalliques (7) sont noyés dans le matériau matriciel (5) de la gaine (8).

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce que
les torons de fibres (3) sont câblés parallèlement ou câblés en couches, pour former l'âme de fibres (6).

6. Procédé selon la revendication 5,
caractérisé en ce que
lors d'un câblage en couches, les torons de fibres (3) sont câblés dans différents sens de commettage pour influencer un couple de rotation apparaissant lors de la sollicitation du câble (1), de préférence de telle sorte que l'âme de fibres (6) ou l'ensemble du câble (1) soit peu giratoire ou antigiratoire.

7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce que
les torons de fibres (3) sont câblés en commettage croisé dans lequel les fibres dans les torons de fibres (3) et les torons de fibres (3) dans le câble (1) sont torsadés en sens inverse, ou en commettage long dans lequel les fibres dans les torons de fibres (3) et les torons de fibres (3) dans le câble (1) sont torsadés dans le même sens.

8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7,
caractérisé en ce que
avant le câblage, les fils métalliques ou torons de fils métalliques (7) sont préformés sur l'âme de fibres (6), de préférence en une forme hélicoïdale ou approximativement hélicoïdale qu'ils prendront dans le câble (1) fini.

9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8,
caractérisé en ce que
une seule couche de torons de fils métalliques (7), de préférence préformés, est enroulée autour de l'âme de fibres (6), ou au moins deux couches de torons de fils métalliques (7) sont enroulées autour de l'âme de fibres (6).

10. Câble (1) comprenant une âme de fibres (6) présentant des torons de fibres (3),

dans lequel les torons de fibres (4) sont formés de faisceaux de fibres (2) noyés dans un matériau matriciel (5) et toronnés ensemble dans le matériau matriciel (5), et sont câbles ensemble dans l'âme de fibres (6), et des fils métalliques ou torons de fils métalliques (7) sont câblés sur l'âme de fibres (6),
caractérisé en ce que

l'âme de fibres est formée des torons de fibres dont le matériau matriciel est consolidé, après le toronnage et avant le câblage, pour former l'âme de fibres (4), et les torons de fibres (4) consolidés dans l'âme de fibres (6) sont câblés ensemble directement, sans autre recouvrement.

11. Câble selon la revendication 10,
caractérisé en ce que le matériau matriciel (5) de différents torons de fibres (4) dans l'âme de fibres (6) sont reliés entre eux, de préférence par fusion, en formant une liaison par coopération de matière entre les torons de fibres (4) respectifs.

12. Câble selon la revendication 10 ou 11,
caractérisé en ce que
une gaine (8), de préférence formée du matériau matriciel (5), est prévue sur l'âme de fibres (6), de préférence, les fils métalliques ou torons de fils métalliques (7) étant de préférence noyés dans la gaine (8).

13. Câble selon l'une des revendications 10 à 12,
caractérisé en ce que
lors d'un câblage en couches, les torons de fibres (3) sont câblés dans différents sens de commettage pour influencer un couple de rotation apparaissant lors de la sollicitation du câble (1), de préférence de telle sorte que l'âme de fibres (6) ou l'ensemble du câble (1) soit peu giratoire ou antigiratoire.

14. Câble selon l'une des revendications 10 à 13,
caractérisé en ce que
les torons de fibres (3) sont câblés en commettage croisé dans lequel les fibres dans les torons de fibres (3) et les torons de fibres (3) dans le câble (1) sont torsadés en sens inverse, ou en commettage long dans lequel les fibres dans les torons de fibres (3) et les torons de fibres (3) dans le câble (1) sont torsadés dans le même sens.

Zeichnung