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Die Erfindung betrifft eine Seilrolle für ein Drahtseil, mit einer Auflagefläche, auf der das Drahtseil beim Lauf auf der Seilrolle geführt ist. Die Erfindung betrifft ferner ein System zur Bewegung von Lasten, das die Seilrolle und das Drahtseil umfasst, sowie ein Verfahren zur Herstellung der Seilrolle und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Seilrollen der eingangs genannten Art sind durch Benutzung in vielfältigen Anwendungen bekannt. Sie werden z.B. als feste Seilrollen zur Umlenkung von Seilen um einen bestimmten Winkel, als lose Seilrollen in Flaschenzügen oder als Treibscheiben von Förderanlagen, Aufzügen, Liftanlagen oder dergleichen verwendet. Die Auflagefläche ist normalerweise mit einer im Querschnitt gewölbten Form oder an ihren Rändern mit Stegen versehen, um zu verhindern, dass das Seil seitlich von der Auflagefläche abrutscht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lebensdauer der Seilrolle zur vergrößern.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Auflagefläche eine zur Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen der Seilrolle und dem Drahtseil strukturierte Formung aufweist, die an die Form der Außenfläche des Drahtseils angepasst ist.
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Während das, vorzugsweise geflochtene und geschlagene, Drahtseil bei Führung auf den bekannten Seilrollen nur mit außen liegenden Abschnitten seiner Drähte bzw. Außenlitzen auf der flachen oder gewölbten Auflagefläche der Seilrolle aufliegt und somit nur punktueller Kontakt zwischen der Seilrolle und dem Drahtseil besteht, wird durch die erfindungsgemäße Formung der Seilrolle die Kontaktfläche zwischen der Seilrolle und dem Drahtseil erheblich vergrößert. Große Flächenpressungen, die eine starke gegenseitige Abnutzung der Seilrolle und des Drahtseils zur Folge haben, werden vermieden. Sowohl die Lebensdauer der Seilrolle als auch diejenige des Drahtseils vergrößern sich deutlich. Darüber hinaus ergeben sich bei der Verwendung der Seilrolle als Treibscheibe verbesserte Kraftübertragungsverhältnisse.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst die strukturierte Formung in Drehrichtung und/oder in Richtung der Drehachse der Seilrolle ausgebildete Erhebungen und/oder Vertiefungen. In der Auflagefläche sind dadurch Mulden gebildet, in die sich das Drahtseil mit seinen Außenflächen formschlüssig einsetzen kann.
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Zweckmäßigerweise ist die strukturierte Formung an die Form der Außenfläche angepasst, die das Drahtseil einnimmt, wenn es unter einer Belastung steht, die bei Verwendung der Seilrolle zusammen mit dem Drahtseil vorgesehen ist. Die Seilrolle lässt sich vorteilhaft individuell an das Drahtseil und die jeweilige Anwendung anpassen. Vorteilhaft kann dabei auch berücksichtigt werden, dass das Drahtseil je nach Anwendung unterschiedlich große Kräfte aufnehmen muss und dementsprechend bei seiner Führung über die Seilrolle unterschiedlich stark gedehnt und dementsprechend unterschiedlich stark verformt wird.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bildet die strukturierte Formung zumindest abschnittsweise eine Negativform eines Abschnitts der auf die Auflagefläche aufzulegenden Außenflächen des Drahtseils. Während es vorstellbar wäre, die Formung derart fein zu strukturieren, dass sie auch die Form der einzelnen Drähte aufweist, bildet sie in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung lediglich grob die Form der Außenlitzen ab. Zweckmäßigerweise sind dazu in der Auflagefläche, vorzugsweise im Querschnitt runde, Wölbungen vorgesehen, welche die Außenkonturen der einzelnen, in Form einer Helix angeordneten Außenlitzen des Drahtseils bilden.
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Zweckmäßigerweise weist die strukturierte Formung sich in Drehrichtung wiederholende, dieselbe Form aufweisende Strukturabschnitte auf. Diese sind an die sich wiederholende Struktur des Drahtseils angepasst, indem sie eine Länge aufweisen, die zu der Schlaglänge des Seils proportional ist. Ein entsprechender Proportionalitätsfaktor ist abhängig von dem Durchmesser der Seilrolle, dem Durchmesser des Seils und/oder der Belastung, unter der die Seilrolle und das Drahtseil bei der gemeinsamen Verwendung stehen.
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Bei dem eingangs genannten System zur Bewegung von Lasten sind das Drahtseil und die Seilrolle zweckmäßigerweise auch in ihren Materialien aneinander angepasst. Während es vorstellbar wäre, für die Seilrolle ein weicheres Material vorzusehen als für das Drahtseil oder für die Seilrolle und das Drahtseil ein Material gleicher Härte auszuwählen, weist in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das Material der Seilrolle eine größere Härte auf als dasjenige des Drahtseils. Je nach Anwendung lassen sich auf diese Weise der Verschleiß des Drahtseils und diejenige der Seilrolle aneinander anpassen, um die jeweilige Lebensdauer zu steuern. Dabei ist zu beachten, dass, während das Drahtseil bei der Verwendung mit der Seilrolle stets nur mit einem Abschnitt und der Abschnitt nur für eine verhältnismäßig kurze Dauer im Kontakt mit der Seilrolle ist, die Seilrolle ständig durch das Drahtseil belastet wird.
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Bei dem eingangs genannten Verfahren zur Herstellung der Seilrolle wird an der Seilrolle eine Auflagefläche für ein mit der Seilrolle zu verwendendes Seil gebildet, wobei erfindungsgemäß die Auflagefläche zur Bildung der großen Kontaktfläche zwischen der Seilrolle und dem Seil mit der strukturierten Formung versehen wird.
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In der bevorzugten Ausführungsform wird das Seil zur Bestimmung der in die Seilrolle einzubringenden strukturierten Formung in eine Stellung gebracht, die es einnimmt, wenn es mit der Seilrolle zusammen verwendet wird. Das Drahtseil wird dazu zweckmäßigerweise über eine Messrolle gespannt, die denselben Durchmesser aufweist wie die Aufnahmefläche der Seilrolle und vorzugsweise unter die Spannung gebracht, unter der es mit der Seilrolle zusammenwirken soll. Dann wird die Form der Außenfläche des Drahtseils in diesen Zustand zumindest in dem Bereich, mit dem das Drahtseil auf der Seilrolle aufliegen soll, vorzugsweise durch Abnahme eines Abdrucks und/oder durch ein abbildendes Verfahren wie Fotografie, bestimmt, und anhand dessen die strukturierte Formung an der Auflagefläche vorgesehen wird, wobei sie vorzugsweise eine Negativform der Form der Außenfläche des Drahtseils bildet. Die Verformung des Drahtseils beim Betrieb kann somit bei der Herstellung der Seilrolle berücksichtigt werden.
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Zweckmäßigerweise wird die Seilrolle hergestellt mittels eines Gussverfahrens und/oder durch Rapid Prototyping. Die strukturierte Formung kann auch in die Auflagefläche gepresst und/oder mittels zerspanender Verfahren eingebracht werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und den beiliegenden, sich auf die Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen Teil einer erfindungsgemäßen Seilrolle im Querschnitt,
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2 schematisch die Seilrolle nach 1 in Seitenansicht,
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3 einen Teil einer weiteren erfindungsgemäßen Seilrolle im Querschnitt,
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4 eine Seilrolle nach dem Stand der Technik im Querschnitt,
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5 schematisch die Seilrolle nach 4 in Seitenansicht,
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6 eine weitere Seilrolle nach dem Stand der Technik im Querschnitt,
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7 eine Auflagefläche einer erfindungsgemäßen Seilrolle teilweise im Schnitt,
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8 schematisch eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Seilrolle, und
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9 einen Teil einer Vorrichtung zur Herstellung der Seilrolle.
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In 1 ist im Querschnitt ein Teil einer erfindungsgemäßen Seilrolle 1 gezeigt, an der eine Auflagefläche 2 vorgesehen ist. Die Auflagefläche 2 ist von einem Randabschnitt 6 an mit einer strukturierten Formung gebildet, die an die durch Außenlitzen 7 gebildete Außenfläche eines Drahtseils 3 angepasst ist. Dazu sind in der Auflagefläche zwischen Scheitellinien 5 Vertiefungen 4 vorgesehen, die die Form abbilden, die die Außenlitzen 7 in dem Drahtseil 3 einnehmen.
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Wie aus den 7 und 8 zu entnehmen ist, sind die Mulden bildenden Vertiefungen 4 im Verhältnis zur Ausrichtung der Auflagefläche 2 schräg angeordnet, so dass sich die Außenlitzen 7 formschlüssig in durch die Vertiefungen gebildeten Mulden einlegen können. Mit dem Bezugszeichen 8 ist ein sich über den Umfang der Auflagefläche 2 wiederholender Strukturabschnitt gekennzeichnet.
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Durch die strukturierte Formung der Auflagefläche 2 wird zwischen den Außenlitzen 7 des Drahtseils 3 und der Seilrolle 1 eine im Vergleich zur Verwendung des Drahtseils 3 mit einer herkömmlichen Seilrolle 1s, wie sie in 4 gezeigt ist, eine wesentlich größere Kontaktfläche gebildet. Während bei Verwendung der Seilrolle 1s, deren Auflagefläche 2s durch eine kreisförmige Wölbung gebildet ist und bei der, wie mit den Pfeilen p gezeigt, lediglich punktuell Kontakt zwischen dem Drahtseil 3 und der Seilrolle 1s besteht, liegen die Außenlitzen 7 bei der erfindungsgemäßen Seilrolle 1 flächig auf der Auflagefläche 2 auf. Diese ist auch beim Vergleich der 2 und 5 zu erkennen, die schematisch in Seitenansicht zeigen, dass das Drahtseil 3 auf der Auflagefläche 2 der erfindungsgemäßen Seilrolle 1 flächig aufliegt, während mit der Auflagefläche 2s der aus dem Stand der Technik bekannten Seilrolle 1s nur punktuell Kontakt besteht.
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3 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Seilrolle 1a, deren Auflagefläche 2a die auf der Seilrolle 1a aufliegende Außenfläche von gewundenen Außenlitzen 7a eines Drahtseils 3a abbildet. Im Vergleich zur Verwendung einer herkömmlichen Seilrolle 1s’ nach 6 gezeigt ist, wird auch hier eine wesentlich größere Kontaktfläche zwischen dem Drahtseil 3a und der Auflagefläche 2a gebildet. Während bei der Seilrolle 1s’ lediglich jeweils zwei äußere Drähte der Außenlitzen 7a an den durch die Pfeile p’ gekennzeichneten Stellen aufliegen, liegen bei Verwendung der erfindungsgemäßen Seilrolle 1a die Außenlitzen 7a flächig auf der Auflagefläche 2a auf.
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Vorteilhaft treten bei der erfindungsgemäßen Seilrolle 1, 1a geringere Flächenpressungen auf als bei den bekannten Seilrollen, sodass weniger Verschließ zwischen der Seilrolle 1, 1a und dem Drahtseil 3, 3a auftritt. Darüber hinaus ergibt sich bei Verwendung der Seilrolle 1, 1a als Treibscheibe von z.B. Förderanlagen der Vorteil einer verbesserten Kraftübertragung, da eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Drahtseil 3, 3a und der Seilrolle 1 gebildet wird. Während bei den bekannten Treibscheiben die Kräfte zur Bewegung des Drahtseils aufgrund von Reibung zwischen dem Drahtseil und der Treibscheibe übertragbar sind, können sich bei der erfindungsgemäßen Seilrolle 1, 1a die Außenlitzen 3, 3a an der Auflagefläche 2, 2a abstützen.
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Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Seilrolle 1, 1a wird das mit der Seilrolle zu verwendende Drahtseil 3, 3a über eine Messrolle 1m, die denselben Radius aufweist wie die Auflagefläche 2, 2a der herzustellenden Seilrolle 1, 1a, gelegt und das Drahtseil 3, 3a mit einer derartigen Kraft belastet wie dies bei Verwendung der Seilrolle 1, 1a mit dem Drahtseil 3, 3a vorgesehen ist. Dann wird mittels mehrerer Kameras 9, vorzugsweise 3-D-Kameras, unter Analyse von mit den Kameras 9 erzeugten Aufnahmen mittels eines Computers eine dreidimensionale Abbildung des Drahtseils in der belasteten Anordnung geschaffen.
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Alternativ kann die Abbildung auch mittels eines Abdrucks geschaffen werden. Dazu muss auf die Messrolle 1b vor Auflegen des Drahtseils eine Abdruckmasse aufgebracht werden.
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Anhand der dreidimensionalen Abbildung oder des Abdrucks kann die strukturierte Formung auf die Auflagefläche 2 übertragen werden. Sie kann derart vorgesehen sein, dass sie zumindest abschnittsweise eine Negativform des Seils bildet. Dazu kann in Draufsicht gesehen die ganze die Auflagefläche 2, 2a mit der Formung versehen sein oder die Formung nur abschnittsweise vorgesehen werden, z.B. zur Bildung von Mulden, in die sich die Außenlitzen 7, 7a nur mit einem Teil ihrer Außenfläche auflegen.
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Ferner ist vorstellbar, dass die ermittelte Negativform mittels einer Computeranalyse nachträglich verändert wird, um eine gleichmäßigere Belastung in dem Drahtseil zu erreichen.
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Die ermittelte Form kann in eine Gussform für die Seilrolle übertragen werden oder nachträglich mittels formgebender Verfahren, z.B. durch Pressen oder ein zerspanendes Verfahren, in die bereits geformte Seilrolle eingebracht werden. Ferner kommt eine Herstellung mittels Rapid Prototyping in Betracht.
