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Futter für mit Drahtseilen zusammenarbeitende Seilscheiben, insbesondere Treibscheibe
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schwer verformbaren Fütterungswerkstoffen, bei- spielsweise Aluminium, hintereinandergeschaltet werden. Die Futtersegmente werden hiebei in bekannter Weise in einer am Scheibenumfang vor- gesehenen Nut befestigt. Durch die Zwischenschaltung von Scheiben aus Werkstoffen geringer elastischer Verformbarkeit zwischen die leicht verformbaren Kunststoffscheiben erreicht man, dass sich die Walkarbeit des Seiles infolge der stützenden Wirkung der schwer verformbaren Scheiben nicht mehr unmittelbar auf die nachgiebigeren Kunststoffscheiben auswirken kann und diese eine wesentlich geringere innere Erwärmung erfahren.
Die Widerstandsfähigkeit gegen äussere Wärmeeinwirkungen sowie die Verschleissfestigkeit werden jedoch durch eine derartige Kombination von Aluminium und thermoplastischen WeichKunststoffen nur in begrenztem Masse verbessert.
Man hat ferner bereits vorgeschlagen, aus Leichtmetall bestehende Futtersegmente mit parallel zur Scheibenebene angeordneten Ausnehmun- gen zu versehen, in welche Einlagen aus gegen chemische Einflüsse widerstandsfähigen Kunststoffen mit hoher, elastischer Verformbarkeit bzw. Nachgiebigkeit eingebracht werden sollen. Diese Kunststoffe besitzen jedoch ebenfalls ohne Ausnahme den Nachteil einer verhältnismässig niedrigen Erweichungstemperatur und einer verhältnismässig starken inneren Erwärmung infolge der Walkarbeit des Seiles, so dass sie aus Gründen der Betriebssicherheit in vielen Fällen nicht anwendbar sind.
Erfindungsgemäss wird gegenüber diesen Seil- scheibenausfütterungen dadurch eine Verbesserung erzielt, dass die Futtersegmente mindestens im Bereich der Seilrille aus einer Kombination von Aluminium oder Aluminiumlegierungen mit thermoplastischen Hart-Kunststoffen mit hoher Erweichungstemperatur bestehen. Unter thermoplastischen Hart-Kunststoffen mit hoher Erweichungstemperatur sind hiebei thermoplastische Kunststoffe zu verstehen, welche keine oder nur geringe Mengen von zugesetzten Weichmachern enthalten und einen hohen Verformungswiderstand aufweisen. Diese Hart-Kunststoffe sollen eine Druckfestigkeit von mindestens etwa 700 kg/cm2, einen Elastizitätsmodul von mindestens
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kg/cm2 undstoffgruppe sind die Hart-Polyamide.
Diese thermoplastischen Hart-Kunststoffe mit hoher Erweichungstemperatur besitzen gegenüber den bisher für Treibscheibenausfütterungen vorge- schlagenen thermoplastischen Kunststoffen mit gummielastischen oder lederartigen Eigenschaften den Vorteil einer wesentlich grösseren Verschleiss- festigkeit und Wärmebeständigkeit. Sie unter- scheiden sich ferner von diesen thermoplastischen
Weich-Kunststoffen durch ihren durchweg sehr niedrigen Reibungskoeffizienten. Infolge ihrer be- sonders grossen Oberflächenglätte hat man der- artige thermoplastische Hart-Kunststoffe in der
Technik bisher nur in solchen Fällen verwendet, in denen es auf besonders niedrige Reibwerte, d. h. auf eine Verbesserung der Gleiteigenschaften ankam.
Eine Verwendung derartiger Hart-Kunst- stoffe für die Ausfütterung von Seil- oder Treib- scheiben, bei denen zur Gewährleistung einer si- cheren Mitnahme des Seiles besonders hohe Reib- werte benötigt werden, hielt man infolge ihrer i sehr niedrigen Reibungskoeffizienten für völlig ausgeschlossen.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass - entgegen der bisherigen Annahme-thermo- plastische Hart-Kunststoffe mit hoher Erwei- chungstemperatur, welche sich auch bei hohen
Flächendrücken nicht bzw. nur in äusserst geringem
Masse elastisch verformen, bei einer Kombination mit Aluminium oder Aluminiumlegierungen eine
Seilscheibenausfütterung mit hervorragenden Rei- bungseigenschaften ergeben, welche ausserdem ei- ne gegenüber den bisherigen Kunststoffuttern we- sentlich grössere Verschleissfestigkeit und eine mehrfach höhere Wärmebeständigkeit aufweist.
Es hat sich überraschend gezeigt, dass ein aus einer Kombination derartiger Hart-Kunststoffe mit Alu- minium oder Aluminiumlegierungen bestehendes
Futter einen ähnlich hohen Reibungskoeffizienten besitzt wie ein ausschliesslich aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehendes Futter, diei sem gegenüber jedoch den Vorteil einer mehr- fach grösseren Lebensdauer aufweist.
Die Kombination von thermoplastischen Hart-
Kunststoffen von hoher Erweichungstemperatur mit Aluminium oder Aluminiumlegierungen kann in verschiedener Weise erfolgen. Beispielsweise ist es möglich, aus Aluminium oder Aluminiumlegie- rungen bestehende Futtersegmente zu verwenden, welche mindestens im Bereich der Seilrille mit. in etwa radialen Ebenen angeordneten scheibenarti- gen Einsätzen aus thermoplastischen Hart-Kunst- stoffen mit hoher Erweichungstemperatur verse- hen sind. Ferner ist es möglich, die Futtersegmen- te aus in radialen Ebenen in wechselnder Folge hintereinandergeschalteten Lamellen aus Alumi- nium oder Aluminiumlegierungen einerseits und
Hart-Kunststoffen anderseits herzustellen.
Eine
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stoffmengen sich. ein besonders verschleissfestes Futter mit guten Reibungseigenschaften ergibt, besteht darin, dass die Futtersegmente in an sich be- kannter Weise aus nach einer im spitzen Winkel zu der Scheibenebene verlaufenden Schnittebene zerlegten Hälften bestehen, deren Gesamtprofilbreite etwas grösser bemessen ist als die lichte Breite der Scheibennut, wobei die keilförmig ausgebildeten Segmenthälften im Bereich der einander zugekehrten Schnittflächen mit etwa parallel zur Schnittebene angeordneten Ausnehmungen zur Aufnahme von festen Einlagen aus thermoplastischen Hart-Kunststoffen mit hoher Erweichungstemperatur versehen sind.
Diese Anordnung besitzt den Vorteil, dass die im wesentlichen spitzwinkelig zur Seillaufrichtung angeordneten Hart- Kunststoff-Einlagen trotz ihrer insbesondere in der Breite verhältnismässig kleinen Abmessungen einen wesentlichen Teil der Seilrille auskleiden und infolge ihrer besonders hohen Verschleissfestigkeit eine grosse Lebensdauer der Futtersegmente gewährleisten.
Bei diesen Ausführungsformen bestehen die Futtersegmente im Bereich der Seilrille in Umfangsrichtung in wechselnder Folge aus Hart-Kunststoffen bzw. Aluminium oder Aluminiumlegierun-
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aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung bestehenden Flächenabschnitte der Seilrille tritt in diesen Teilen ein gewisser Abrieb ein. Die hiebei durch das Seil abgehobelten, relativ feinkörnigen Teilchen aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung werden zu einem wesentlichen Teil durch die Walkarbeit des Seiles in die Oberfläche der aus Hart-Kunststoff bestehenden Abschnitte der Seilrille hineingepresst und von diesen-wie sich überraschend gezeigt hat-adsorbiert.
Versuche haben gezeigt, dass thermoplastische Hart-Kunststoffe der angegebenen Gattung trotz ihrer grossen Oberflächenglätte und ihrer sehr geringen elastischen Verformbarkeit ein gro- sses örtliches Akzeptionsvermögen für relativ feinkörnige Teilchen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen besitzen, so dass sich im Bereich der dem Seil zugekehrten Oberfläche der Hart-Kunststoffe eine mit Aluminiumkörnern bzw. Aluminiumstaub durchsetzte Kunststoffschicht ausbildet, die bei einer gegenüber reinen Hart-Kunststoffen unverändert grossen Verschleissfestigkeit einen ähnlich grossen Reibungswert besitzt, wie reines Aluminium bzw. eine Aluminiumlegierung.
Die Verschleissfestigkeit des gesamten kombinierten Seilscheibenfutters wird im wesentlichen durch die ausserordentlich grosse Abriebfestigkeit der aus Hart-Kunststoffen bestehenden Abschnitte der Futtersegmente bestimmt. Infolge der gegenüber vorbekannten Seilscheibenausfütterungen wesentlich grösseren Lebensdauer des erfindungsgemäss vorgeschlagenen Futters werden die durch die
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Verwendung von relativ teueren Kunststoffen entstehenden Mehrkosten bei weitem ausgeglichen. Infolge des sehr geringen elastischen Formänderungsvermögens dieser Hart-Kunststoffe ist die Gefahr einer inneren Erwärmung durch die Walkarbeit des Seiles wesentlich geringer als bei den gummielastischen oder lederartigen thermoplastischen Kunststoffen.
Ausserdem sind sie infolge ihres über 1500 C, vorzugsweise über 1800 C, liegenden Erweichungspunktes sowohl gegen innere als auch gegen äussere Erwärmungen wesentlich unempfindlicher als die bisher verwendeten nachgiebigen Kunststoffe.
Das Verhältnis der aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegrerung, einerseits und aus thermoplastischen Hart-Kunststoffen mit hoher Erweichungstemperatur anderseits bestehenden Flächenabschnitte der Seilrille kann innerhalb weiter Grenzen geändert werden. Es hat sich gezeigt, dass schon bei einem verhältnismässig geringen Anteil der Hart-Kunststoffe an der Oberfläche der Seilrille eine wesentliche Vergrösserung der Abriebfestigkeit des Seilfutters eintritt, während anderseits verhältnismässig geringe Mengen von Aluminiumteilchen genügen, um eine wesentliche Erhöhung des Reibungsbeiwertes der Kunststoffoberflächen herbeizuführen. Um eine gleichmässige Adsoribtion von Aluminiumteilchen durch die aus Hart-Kunststoff bestehenden Abschnitte der Seilrille zu gewährleisten, empfiehlt es sich jedoch,
zwischen die aus Hart-Kunststoffen bestehenden Flächenteile der Seilrille in geringen Abständen Aluminium-Abschnitte einzuschalten.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung können die aus thermoplastischen Hart-Kunststoffen mit hoher Erweichungstemperatur bestehenden Teile der Futersegmente bereits bei ihrer Herstellung mindestens im Bereich der Seilrille mit feinkörnigen Einlagerungen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen versehen werden. Auf diese Weise wird erreicht, dass bereits vor einem Abrieb von Aluminiumteilchen durch das Seil die Kunsts1Joffbestandteile der Seilrille mit reibungs- erhöhenden Einlagerungen versehen sind, so dass die Seilrille von vornherein über ihren gesamten Umfangsbereich einen annähernd gleichmässigen, hohen Reibungskoeffizienten aufweist.
Ferner ist es möglich, die Seilrille oder aber auch die ganzen Futtersegmente auf ganzer Umfangslänge der Treibscheibe aus thermoplastischen Hart-Kunststoffen mit hoher Erweichungstemperatur herzustellen, welche mit feinkörnigen Einlagerungen aus Aluminium oder Aluminiumle- gierungen versehen sind. Die Einlagerung dieser
Teilchen kann z. B. beim Verarbeiten der Kunst- stoffe im Spritzgruss-, Strangpress- oder Giessver- fahren usw. erfolgen. Es hat sich gezeigt,, dass be- reits ein verhältnismässig geringer Zusatz von Aluminiumteilchen zu den Hart-Kunststoffen ge- nügt, um bei praktisch unveränderter Verschleissfestigkeit eine wesentliche Erhöhung des Reibungs- beiwertes zu erzielen.
Dabei ist es möglich, die Einlagerung der Aluminiumteilchen auf den unmittelbar an die Seilrille angrenzenden Bereich der Futtersegmente zu begrenzen sowie ferner Futtersegmente mit sehr geringen radialen Abmessungen zu verwenden. Selbstverständlich ist es möglich, auch bei Futtersegmenten, die in Umtangsrichtung in wechselnder Folge aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung einerseits und einem Hart-iKLunststoff anderseits bestehen, den Hart-Kunststoff bereits bei seiner Formgebung mit Einlagerungen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen zu versehen.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, die dem Seil zugekehrte Oberfläche der aus thermoplastschen Hart-Kuntsstoffen mit hoher Erweichungstemperatur bestehenden Teile der Futtersegmente mit einem feinkörnigen, während des Betriebes durch Zuführung neuer Teilchen ständig ergänzten, dünnen überzug aus Aluminium oder Alumi- niumlegierungen Ziu versehen. Eine derartige Zuführung von Aluminium enthaltenden Teilchen kann beispielsweise dann zweckmässig sein, wenn die Seilrille ganz oder zu einem wesentlichen Teil aus einem reinen Hart-Kunststoff der angegebenen Art besteht, so dass durch das Seil kein oder ein nur geringer Abrieb von Aluminiumteilchen erfolgt.
Die Zuführung der Aluminiumteil- chen, kann in verschiedener Weise erfolgen, beispielsweise durch Bürstenauftrag oder durch Druckrollenübertragung, und kann gegebenenfalls selbsttätig geregelt werden. Ferner ist eine zusätzliche Zuführung von feinkörnigen Teilchen aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung auch dann möglich, wenn die Seilrillenoberfläche teilweise aus Aluminium oder einer als Relbungsfutter geeigneten Aluminiumlegierung besteht.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen : Fig. 1 eine Treibscheibe in schematischer Ansicht, Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Scheibennut, Fig. 3 eine Draufsicht auf hintereinandergeschaltete, geteilte Futtersegmente nach dem Einbau in die Treibscheibennut, Fig. 4 eine Segmenthälfte in perspektivischer Ansicht, Fig. 5 eine Segmenthälfte in Seitenansicht.
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des Scheibenkranzes 2 eine Anzahl von Futtersegmenten 3 eingesetzt. Von einem in Umfangslänge kürzer als die übrigen Futtersegmente bemessenen Schlussstück 4 wird die Fütterung in ihrer Lage gehalten. Mit 5 ist das Drahtseil bezeichnet.
Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, besteht jedes Futtersegment 3 aus zwei Hälften 3a, 3b. Die Teilungsebene der Segmenthälften liegt hiebei in einem spitzen Winkel zur Scheibenebene, so dass sich diese Teile beim Gegeneinanderschieben in der Nut 1 verspannen bzw. einklemmen. Da die Gesamtbreite beider Segmenthälften etwas grösser ist als die lichte Breite. der Nut 1, wird beim Einbau der Futtersegmente abwechselnd auf beiden
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Seiten der Seilrille ein kleiner. Spalt x bzw. X gebildet. Das in Fig. 3 nicht dargestellte Schlussstück kann in bekannter Weise derart verankert werden, dass ein selbständiges Lösen ausgeschlossen ist.
Die begmenthältten 3a bzw. 3b bestehen aus Aluminium oder einer Alummiumlegierung. im Bereich der Schnitihäche der Segmentiialiteil 3a bzw. 3, 9 sind-wie aus Big. 3 und 4 ersichtlich - zur bcniuttiläche hin otteile, parallel zu dieser verlautende schmale Ausnehmungen 6 vorgesehen, in denen teste Einlagen aus einem hart-Polyamid auswechselbar gelagert sind. Jnter Hart-Polyamiden sind solche Polyamide zu verstehen, wel- che keinen oder nur einen sehr geringen Gehalt an'Weichmachern besitzen. Ein derartiges HartPolyamid ist beispielsweise das Polyamid A, welches eine Druckfestigkeit von etwa 1100 kg/cm2, einen Elastizitätsmodul von etwa 16000 kg/cm2 und eine Erweichungstemperatur von etwa 2500 C besitzt.
Ausser Hart-Polyamiden können auch andere thermoplastische Hart-Kunststoffe mit ähnlichen Eigenschaften verwendet werden, z. B. harte, stark vernetzte Polyurethane, Polyvinylcarbazol, Polycarbonat, Terephthalatpolyester, Polyolefine mit isotaktischer Konfiguration oder Niederdruck-Polyäthylen. In jedem Falle handelt es sich um thermoplastische Hart-Kunststoffe, welche keinen oder einen nur geringen Gehalt (im Höchstfalle etwa 15 /o) an zugesetzten Weichmachern besitzen und welche bei dem durch das Seil übertragenen Flächendruck eine nur sehr geringe elastische Verformung erfahren.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind-wie aus Fig. 5 hervorgeht-die Ausnehmungen 6 bzw. die aus HartPolyamid. bestehenden Einlagen 7 in der Ebene der Schnittflächen in radialer Richtung zur Scheibennabe 8 hin keilförmig verbreitert. Aus Fig. 3 ist ferner zu entnehmen, dass die Ausnehmungen 6 in der Draufsicht schwalbenschwanzförmig ausgebildet sind, so dass die entsprechend geformten Hart-Polyamid-Einlagen 7 fest in den Ausnehmungen 6 verankert werden können.
An Stelle der in der Zeichnung dargestellten, zur Schnittfläche hin offen ausgebildeten Ausnehmungen können jedoch auch taschenförmige Aus- nehmungen für die Verlagerung der Hart-Polyamid-Einlagen vorgesehen werden. Bei aus Leichtmetall bestehenden Futtersegmenten ist es an sich bekannt, diese mit taschenförmigen Ausnehmungen für die Aufnahme von Einlagen aus Kunststoffen hoher elastischer Verformbarkeit und niedriger Erweichungstemperatur zu versehen.
Bezogen auf die Länge der Schnittfläche der Futtersegmente erstrecken sich die Ausnehmungen bzw. Hart-Kunststoffeinlagen etwa auf 2/3 der Länge der Schnittfläche, während die Breite der Kunststoff-Einlagen zweier benachbarter Seg- rnenthälften bei dem in der Zeichnung dargestell-
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en Ausführungsbeispiel insgesamtBreite der Seillaufrille bemessen ist. Selbstver ständlich ist es möglich, die Länge und Breiti der Hart-Kunststoffeinhgen auch kleiner ode grösser zu bemessen bzw. nur jeweils eine Seg. menthälfte eines Futtersegmentes mit einer Ein. lage aus Hart-Kunststoff auszurüsten.
An Stelle der in der Zeichnung dargestellter
Ausführungsform der Futtersegmente 3 könner diese selbstverständlich auch in anderer Weis ( ausgebildet sein. Beispielsweise ist es möglich die aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierun bestehenden Futtersegmente kammartig auszubil- den, wobei der Zwischenraum zwischen den ir radialen Ebenen angeordneten Kammzähnen durci- einen thermoplastischen Hart-Kunststoff von ho- her Erweichungstemperatur ausgefüllt wird. Fer- ner können die Futtersegmente aus in radialen
Ebenen in wechselnder Folge hintereinanderge- schalteten Lamellen aus Aluminium oder Alumi- niumlegierungen einerseits und thermoplastischen
Hart-Kunststoffen der angegebenen Art anderseits bestehen. In allen Fällen können die Abmes- sungen der aus Hart-Kunststoff bzw.
Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehenden Flä- chenabschnitte der Seilrille sowie das Verhält- nis zwischen den verschiedenen Werkstoffen an der Seilrillenoberfläche innerhalb weiter Grenzen geändert werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Futter für mit Drahtseilen zusammenarbeitende Seilscheiben, insbesondere Treibscheibe. welches aus in Umfangsrichtung der Scheibe hin- tereinandergeschalteten, Aluminium und thermoplastische Kunststoffe enthaltenden Futtersegmenten gebildet ist, die in einer am Scheibenumfang vorgesehenen Nut befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Futtersegmente (3) mindestens im Bereich der Seilrille aus einer Kombination von Aluminium oder Aluminiumlegierungen mit thermoplastischen Hart-Kunststoffen mit hoher Erweichungstemperatur bestehen.