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Die Erfindung bezieht sich auf ein ummanteltes Drahtseil oder eine Litze bestehend aus min- destens 3, insbesondere 7 oder mehr, Einzeldrähten aus Metall in einem Seilverbund, welche
Drähte gegen Korrosion geschützt sind und der Seilverbund eine Ummantelung trägt.
Weiters befasst sich die Erfindung mit einem Verfahren zur Herstellung eines oben bezeichneten ummantelten Drahtseiles.
Drahtseile oder Litzen, im folgenden zumeist als Drahtseile bezeichnet, bestehen aus einer Vielzahl von Einzeldrähten in einem Seilverbund und haben auf Grund ihrer Eigenschaften ein weites Anwendungsfeld. Drahtseile können unter anderem als biegsame Hebe- und Fördermittel oder als Spannmittel bzw. Drahtzugglieder für höchste Zugkräfte, zum Beispiel im Brückenbau, vorteilhaft verwendet werden.
Die Einzeldrähte der Drahtseile bestehen zumeist aus einem niedrig legierten Stahl, insbesondere aus im wesentlichen mit Kohlenstoff legiertem Stahl, so dass im praktischen Gebrauch deren ungeschützte Oberflächen Korrosionserscheinungen zeigen und nach längerer Zeit ein Unbrauchbarwerden des Seiles durch Rost gegeben sein kann. Um nun einem Rosten der Oberfläche entgegen zu wirken und gegebenenfalls ein gegenseitiges Verschieben der Einzeldrähte zu erleichtern, ist es bekannt, das Drahtseil mit einem Korrosionsschutzmittel, wie Fett, Wachs oder dergleichen zu versehen, wobei auch in Zwischenräumen des Seilverbundes dieses Mittel eingebracht werden sollte. In seiner Eigenschaft kann dieses Mittel auch verstärkt auf eine Verminderung der Gleitreibung ausgerichtet sein.
Für viele Anwendungen ist es erforderlich, einen korrosionsgeschützten, insbesondere gefetteten Seilverbund bzw. dergleichen Litze oder Stahlzugglied mit einer Ummantelung zu versehen Eine derartige Ummantelung kann beispielsweise aus HDPE (High Density Poly Ethylene) oder aus PP (Poly Propylene) bestehen, unterbindet einen Ab- oder Austrag von Fett im praktischen Gebrauch und verhindert einen Korrosionsangriff des Drahtseiles
Ummantelte Drahtseile werden als gegen Rost gesicherte Spannmittel für hohe Zugkräfte verbreitet eingesetzt und haben sich durchaus bewährt. Allerdings ist die spezifische Belastbarkeit des ummantelten Seiles, das Ist die höchste zulässige Last gebrochen durch den Gesamtquerschnitt des Seiles, gering und dadurch ist der Platzbedarf bei einer bestimmten oder geforderten Belastung gross.
Mit anderen Worten : Der lasttragende Nettoquerschnitt des Stahiseiles oder der Stahilitze ist verglichen mit dem platzbedarfwirksamen Querschnitt einschliesslich Ummantelung klein.
Auch kann die Verankerung derartiger Seile durch die Seilgeometrie tiefe Eindrücke In die Oberfläche der Litzendrähte oder Seildrähte erforderlich machen, welche Eindrücke Rissinitiationsstellen sein können. Weiters ist bei einer Herstellung korrosionsgeschützter oder gefetteter Drahtseile mit einer Ummantelung der Verbrauch an Fett sowie an Kunststoff-Mantelwerkstoff hoch.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen und setzt sich zum Ziel, ein ummanteltes Drahtseil der eingangs genannten Art zu schaffen, welches eine hohe spezifische Belastbarkeit bei geringen Korrosionsmittel- und Kunststoffverbràuchen und bei hohen Umlenkpressungen eine geringe Beanspruchung der Ummantelung aufweist.
Weiters ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von gattungsgemässen ummantelten Drahtseilen anzugeben, mittels welchem die Mängel der bisherigen Erstellungstechnologie beseitigt werden.
Das Ziel wird erfindungsgemäss bei einem ummantelten Drahtseil dadurch erreicht, dass der Seilverbund kompaktiert, aus verformten Einzeldrähten gebildet und in einer Ummantelung angeordnet ist, wobei die Oberfläche der Einzeldrähte, insbesondere auch die verbleibenden Zwischenräume des auf geringe Abmessungen des Hüllquerschnittes oder auf einen geringen Hüllkreis- durchmesser gebrachten Seilverbundes korrosionshindernde Mittel aufweisen.
Die mit der Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass bezogen auf den Querschnitt des Hüllkreises des Seilverbundes der Summenquerschnitt der Einzeldrähte erhöht ist, das bedeutet, dass die Belastbarkeit eines ummantelten Seiles mit einem bestimmten Durchmesser im Vergleich mit einem artgleiche Seil gemäss dem Stand der Technik grösser ist Wenn nun erfindungsgemäss das Ausmass der Zwischenräume zwischen den Einzeldrähten verringert ist und diese Drähte im Querschnitt zu einer verdichteten Packung verformt sind, ist zur Zwischenraumfüllung eine geringere Fettmenge erforderlich Der geringere Hüllkreisdurchmesser des Seilverbundes erfordert bei gleicher Wandstärke der Ummantelung auch einen niedrigeren Verbrauch an Mantelwerkstoff.
Dadurch erfolgt ein besonders guter Schutz des Mantels durch eine
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weitgehend auf den Hüllkreis gerundete Form des Seilverbundes, was zu einer wesentlichen Verringerung einer örtlichen Flächenpressung Im Berührungsbereich zwischen Einzeldrahtoberfla- che und Ummantelung bei äusserer radialer Krafteinwirkung führt.
Weiters ist bei einem Seil gemäss der Erfindung bei einer achsialen Relativbewegung des Seiles in der Umhüllung dessen strukturbedingte Abriebbeanspruchung auf die Innenzone der Ummantelung in hohem Masse verringert.
Sowohl im Hinblick auf die Verwendung und eine Endenverankerung als auch einer wirtschaftlichen Herstellung des Drahtseiles wegen hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Summe der Querschnitte aller Einzeldrähte aus Metall FE gebrochen durch die eingeschlossen Fläche der Umhüllenden FH oder den Querschnitt des Hüllkreises des Seilverbundes einen Wert von mindestens 0, 8 ergibt.
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Wenn weiters gemäss einer günstigen Ausführungsform der Erfindung der Seilverbund einen im wesentlichen runden Querschnitt aufweist, kann die Gesamtquerschnittsfläche des ummantelten Seiles minimiert sein.
Zur Aufnahme sehr hoher Spannkräfte oder Seilkräfte und zur Bildung von kompakten Spannmitteln kann es günstig sein, wenn in einer Ummantelung zwei oder mehrere kompaktierte Silverbunde angeordnet sind.
Die weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines ummantelten Drahtseiles bestehend aus mindestens 3, insbesondere aus 7 oder mehr Einzeldrähten aus Metall in einem Seilverbund, welche Drähte gegen Korrosion geschützt sind und der Seilverbund eine Ummantelung trägt, zu schaffen, wird dadurch gelöst, dass ein aus einer Mehrzahl von Einzeldrähten in einer Verseilmaschine gebildeter Seilverbund unter plastischer Verformung des Verbundes der Einzeldrähte, bei Verminderung der zwischen denselben im Querschnitt des Seilverbundes verbleibenden Zwischenräume, kompaktiert wird, wonach der Seilverbund geringfügig offen gestellt bzw.
die verformten Einzeldrähte des Seilverbundes geringfügig durch elastische Verformung von einander getrennt werden und in die gebildeten Hohlräume eine Einbringung von Korrosionsschutz erfolgt, worauf die Offenstellung des Seilverbundes beendet wird, die Einzeldrähte aneinander anliegen gelassen, das Korrosionsschutzmittel von der Kontur des Seilverbundes angetragen und dieser mit einer Umhüllung versehen werden.
Die erfindungsgemässen Vorteile liegen insbesondere darin, dass bei der plastischen Umformung die Berührungslinien zwischen den Einzeldrähten in Berührungsflächen umgewandelt werden, welche gegebenenfalls auf Grund des elastischen Verformungsanteiles geringfügig konvex geformt sind. Dadurch wird nicht nur das Verhalten des Seilverbundes bei Belastung günstig beeinflusst sondern es werden auch die Fettbeaufschlagung der Kontaktflächen und das Rückführen der Einzeldrähte In eine gesicherte Antiegeposiüon nach der Einbringung von Korrosionsschutzmitteln wie Fett gefördert. Die Fetteinbringung in die verbliebenen Zwischenräume Im Seil erfolgt nach einem geringfügigen gegebenenfalls durch Stauchen und/oder ein sogenanntes Aufdrehen der Seildrähte mit hohem Druck.
Auf Grund des kompaktierten Querschnittes des Silverbundes und der verformten Oberflächenausbildung wegen können ein Abtragen bzw. Abstreifen des überschüssigen Fettes leicht erfolgen und eine günstige Aufbringung der Umhüllung in einem Extruder erreicht werden.
Der Seilverbund weist einen Hüllkreis mit hohem Segmentanteil der Oberflächen der verformten äusseren Einzeldrähte auf und besitzt dadurch eine Stützwirkung für die Umhüllung mit bevorzugt geringen inneren Flächenpressungswerten bei Aussenbelastungen. Durch diese Stützwirkung ist es auch möglich, die Dicke der Umhüllung bei gleicher Sicherheit gegen einen Abrieb oder ein Durchdrücken zu vermindern.
Die Konturaffinität der kreisförmig verformten Oberfläche des Seilverbundes im Querschnitt mit der Innenkreisform der Umhüllung gewährleistet auch eine einfache Austauschbarkeit von Drahtseilen oder Litzen.
Günstige Gebrauchseigenschaften und hohe Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung werden erreicht, wenn die Kompaktierung des Seilverbundes derart erfolgt, dass ein Wert gebildet aus dem
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Querschnitt aller Einzeldrähte FE aus Metall gebrochen durch die eingeschlossene Fläche der Umhüllenden oder dem Querschnitt FH des Hüllkreises des Seilverbundes grösser ist als 0, 8.
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Verfahrenstechnisch, aber auch hinsichtlich der jeweiligen Belastungen der Einzeldraht bei hohen Zugbeanspruchungen des Seiles hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn ein Seilverbund zu einem runden Querschnitt kompaktiert wird. Dabei erfolgt die Kompaktierung bzw. Verformung zumeist durch ein Ziehen des Seilverbundes durch einen Ziehstein, wobei auf Grund der Ziehsteingeometrie beim Durchgang des Seiles hohe radiale Druckkräfte gebildet werden, die letztlich zu einer Verformung der Einzeldrähte und dadurch zu einer Verminderung der Gesamtquerschnittsfläche der Zwischenräume im Seil führen.
Besonders kompakte Spannmittel mit geringem Transport - und Verarbeitungsaufwand und hoher Belastbarkeit bei verminderten Herstellkosten sind erstellbar, wenn zwei oder mehr als zwei Seiiverbunde kompaktiert, mit Korrosionsschutzmittel behandelt und unter Bildung eines Mehr- komponenten-Mantelseiles mit einer Ummantelung versehen werden
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines, lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Beispiels und der Zeichnung Fig. 1 näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein ummanteltes Drahtseil gemäss der Erfindung.
In einer Verseilmaschine wurde eine aus sieben Einzeldrähten bestehende Litze bzw. ein Seilverbund hergestellt. Mittels eines Ziehens durch einen Ziehstein erfolgte ein Kompaktieren des Seilverbundes, wobei dessen Hüllkreisdurchmesser D verringert und ein Verhältnis: Summe der Querschnittsflächen der sieben Einzeldrähte FE gebrochen durch die Querschnittsfläche des Hüllkreises D des Seiles, von 0, 862 erreicht wurden.
Nach einer thermomechanischen Behandlung zur Erzielung sehr niedriger Relaxationen der Litze 2 erfolgten ein geringes sogenanntes Aufdrehen der Litze bei elastischer Verformung der Einzeldrähte, ein Druckeinbringen eines Fettstoffes in die Drahtzwischenräume 21, eine Rücknahme des Aufdrehens und ein Ausdrücken des überschüssigen Fettstoffes, wobei Fettstoff an der Oberfläche 31 der Einzeldrähte 3 und In den Hohlräumen 21 und 22 der kompaktierten Litze 2 verblieb. In einem weiteren Arbeitsgang erfolgte ein Abstreifen von, aus dem wieder kompakt vorliegenden Seilverbund ausgepressten Fett und ein Durchführen des gefetteten kompaktierten Seiles durch eine Extrudervorrichtung, in weicher auf die Seilaussenoberflàche koaxial eine Umhüllung aus HDPE 4 mit einer gleichmässigen Wandstärke aufgebracht wurde.
Der Einsatz der derart erfindungsgemäss hergestellten ummantelten Litze 1 erfolgte als Spannelement in einer Brückenkonstruktion PATENTANSPRÜCHE :
1. Ummanteltes Drahtseil (1) oder ummantelte Litze bestehend aus mindestens 3, insbeson- dere 7 oder mehr, Einzeldrähten aus Metall in einem Seilverbund, welche Drähte gegen
Korrosion geschützt sind und der Seilverbund eine Ummantelung trägt, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Seilverbund (2) kompaktiert, aus verformten Einzeldrähten (3) gebildet und in einer Ummantelung (4) angeordnet ist, wobei die Oberfläche (31) der Einzeldrähte, insbesondere auch die verbleibenden Zwischenräume des, auf geringe Abmessung des Hüllquerschnittes oder auf einen geringen Hüllkreisdurchmesser (D) gebrachten Silver- bundes (2)
korrosionshindernde und/oder die Gleitreibung senkende Mittel aufweisen.