DE1159818B - Verfahren zur Herstellung elastischer Drahtseile und nach diesem Verfahren erhaltene Drahtseile - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

C 16562 Vna/73

ANMELDETAG: 29. MARZ 1958

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 19. DEZEMBER 1963

Die Herstellung von Verstärkungseinlagen aus Stahlkord für Luftreifendecken, Transportbänder, Antriebsriemen usw. hat sich wegen der mit diesem Material verbundenen Vorteile, insbesondere der hohen Festigkeit und der guten Wärmeableitung allgemein eingeführt. Indessen weisen die bisher für solche Verstärkungseinlagen verwendeten Drahtseile eine im üblichen Beanspruchungsbereich von etwa 30% der Bruchlast sehr kleine elastische Dehnung auf, die es nicht erlaubt, auftretende Beanspruchungen gleichmäßig auf benachbarte Drahtseile zu verteilen und in gewissen Fällen die gewünschte Biegsamkeit zu erreichen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Drahtseilen baut auf einem in der Drahtindustrie seit langem bekannten Prinzip auf, wonach ein Stahldraht von bestimmtem Durchmesser nach Erteilen eines Dralles bei seiner anschließenden Freigabe eine konstante, von seinem Durchmesser abhängige Höchstzahl an Drehungen zurückgibt. So kann beispielsweise ein Stahldraht von 0,15 mm Durchmesser höchstens etwa 50, ein Stahldraht von 0,20 mm Durchmesser dagegen nur etwa 28 Drehungen zurückgeben. Wenn also ein Stahldraht von 0,15 mm weniger als 50 Drehungen erfährt, so wird er diese nach seiner Freigabe zurückgeben und in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehren. Erfährt er dagegen einen über 50 Drehungen liegenden Drall, so wird er nicht mehr als 50 Drehungen zurückgeben und die über 50 liegenden Drehungen als Dauerverformung beibehalten. Dieses Prinzip gilt sowohl für einen einzigen Draht als auch für ein Drahtbündel in Form einer Litze oder eines Seiles. Es gilt auch für beide Drallrichtungen. In der folgenden Beschreibung sowie in den Ansprüchen ist diese konstante Höchstzahl der elastischen Rückgabe kurz als Rückgabegrenze genannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, an Hand des vorstehend erläuterten Prinzips Drahtseile herzustellen, welche nicht nur elastischer als alle bisher bekannten Drahtseilarten, sondern auch spannungsarm und herstellungsdrallfrei sind und die gewünschte Schlaglänge haben.

Unter »spannungsarmen« Seilen versteht man solche, deren Bestandteile in unbelastetem Zustand nach Abbruch oder Abschneiden nicht oder nur so weit aus dem Seilverband treten, daß sie von Hand mühelos in ihre ursprüngliche Lage zurückgelegt werden können (DIN 6891, Entwurf Dezember 1957).

Unter »herstellungsdrallfreien« Seilen versteht man solche, die in schlaffem Zustand keine Neigung zur Verfahren zur Herstellung elastischer

Drahtseile und nach diesem Verfahren

erhaltene Drahtseile

Anmelder:

Compagnie Generale
des Etablissements Michelin,
Raison Sociale: Robert Puiseux & Cie.,

Clermont-Ferrand, Puy-de-Döme (Frankreich)

Vertreter: Dipl.-Ing. A. Maxton, Patentanwalt,
Köln-Marienburg, Goltsteinstr. 248

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 30. März 1957 (Nr. 735 293)

Gabriel Xavier Roger Boussu,

Chamalieres, Puy-de-Döme,

Louis Pierre Frangois Andre Neuville

und Louis Henri Noel Saint-Frison,

Clermont-Ferrand, Puy-de-Döme (Frankreich),

sind als Erfinder genannt worden

Bildung von Schlingen oder Klanken haben (Stahldrahterzeugnisse 1956, Bd. I, S. 14 und 15).

Unter »Schlaglänge« versteht man die Ganghöhe der schraubenförmig liegenden Drähte oder Litzen (DIN 6891, Entwurf Dezember 1957).

Spannungsarme Drahtseile, die auch drallfrei sind, können auf verschiedene bekannte Weisen hergestellt werden. Ihre Elastizität ist aber im normalen Betrieb für viele Zwecke unzureichend, so daß man von ihrer Verwendung absehen mußte. Zum Beispiel beträgt die elastische Dehnung eines aus drei Litzen von je sieben Drähten von 0,15 mm Durchmesser bestehenden Seiles nach bekanntem Herstellungsverfahren kaum 0,75 % unter einer Belastung von 10 kg, während ein nach der Erfindung hergestelltes Drahtseil gleicher Zusammensetzung eine elastische Dehnung von etwa 6,3 % aufweist.

Es ist bekannt, spannungslose und drehungsfreie Seile bzw. eine Drahtlitze herzustellen, indem das Seil oder die Litze mit einer Überdrehung gebildet wird, die über den im fertigen Seil gewünschten Drall um eine im bleibend verformenden Bereich liegende Überdrehungszahl hinausgeht und dann das über-

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drehte Erzeugnis auf gewünschtes Maß zurückgedreht wird. Jedoch sind diese bekannten Seile bzw. Drahtlitzen nicht elastisch, weil — im Gegensatz zum Verfahren nach der Erfindung — nach diesem bekannten Verfahren das Seil bzw. die Litze nicht über die elastische Rückgabegrenze hinaus um den gleichen Betrag weiter aufgedreht wird und weil infolgedessen zwischen den Einzeldrähten kein Spiel besteht. Es ist auch weiterhin vorgeschlagen worden, Seile daß die einzelnen Seilbestandteile im fertigen Seil als Federn wirken, die völlig im Gleichgewicht sind, also frei von inneren Spannungen und aufeinander keinerlei Störwirkung ausüben, so daß sie sich dank ihrer schraubenlinienförmigen Verformung ungehindert elastisch dehnen können.

Die Erfahrung hat auch gezeigt, daß elastische Seile gemäß der Erfindung den Scherbeanspruchungen durch scharfe Körper, wie Steine, besseren Wi-

oder Litzen um eine Seele in Gleichschlag zusammen io derstand leisten als nicht elastische Seile von glei-

zu schlagen und dem so erhaltenen Zwischenprodukt noch einen Drall zu erteilen. Diese Erzeugnisse haben keine inneren Torisionsspannungen und vor allem keine Längselastizität. Sie können diese Eigenschaften auch nicht aufweisen, da sie weder ein Überdrehen erfahren, das im bleibend verformenden Bereich liegt, noch ein anschließendes Rückdrehen.

Des weiteren ist vorgeschlagen worden, eine Litze aus sechs Metalldrähten herzustellen, bei welcher jeder Draht mit einem Teil seiner Länge den Kerndraht für die übrigen fünf Drähte bildet. Auch bei dieser bekannten Litze, die in Gummi z. B. bei Autoreifen oder Treibriemen eingebettet sein soll, ist aber ein Spiel zwischen den äußeren Drähten und dem jeweils inneren Draht nicht vorgesehen, so daß auch dieses Erzeugnis nicht elastisch ist. Auch braucht diese bekannte Litze nicht notwendigerweise spannungsarm und drallfrei zu sein.

Demgegenüber erlaubt es das Verfahren nach der Erfindung erstmals, ein Seil bzw. eine Litze zu erhalten, daß sowohl drehungsfrei als auch spannungslos als auch vor allen Dingen hochelastisch ist, so daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein neues Erzeugnis erhalten wird.

Das Verfahren zur Herstellung der elastischen, spannungsarmen und herstellungsdrallfreien Drahtseile nach der Erfindung bedarf keinerlei neuer Vorrichtungen, sondern kann mit klassischen Maschinen durchgeführt werden, und zwar in folgenden Verfahrungsschritten:

a) Die Drähte oder Litzen werden in an sich bekannter Weise mit einem Drall versehen, der über dem im fertigen Seil gewünschtein Drall um eine im bledbend-verformenden Bereich liegende Überdrehungszahl hinausgeht,

b) anschließend wird das Seil um den doppelten Betrag der bis zur Rückgabegrenze erteilten Windungen zurückgedreht,

c) das Zurückdrehen im bleibend-verformenden Bereich wird um eine Windungszahl fortgesetzt, die dem gewünschten Spiel zwischen den Drähten oder Seilen entspricht, und schließlich

d) wird das Seil in den spannungsfreien Zustand zurückgeführt.

Das nun fertige Seil hat die gewünschte Schlaglänge. Seine Einzeldrähte sind voneinander entfernt, weil sie — wie unter c) angegeben — über die Rückgabegrenze hinaus auseinandergedreht wurden.

chem Querschnitt und gleicher Einzeldrahtzahl.

Die elastischen Seile gemäß der Erfindung gestatten unter anderem die Herstellung von Bewehrungseinlagen für Luftreifenidecken, Transportbändern und Treibriemen, wobei folgende Vorteile erzielt werden:

1. Die aus in Gummi eingebetteten elastischen Seilen bestehenden Verstärkungseinlagen, welche nach ihrer Herstellung flach sind, bleiben es auch nach der Vulkanisation innerhalb des Endproduktes.

2. Das Ausformen nach erfolgter Vulkanisation bedingt nicht mehr die Verwendung von auseinandernehmbaren Formen, die bei der Verwendung nicht elastischer Seile unerläßlich sind.

3. Man kann mehrere Treibriemen mit elastischen Seileinlagen gleichzeitig nebeneinander arbeiten lassen; die durch ale Treibriemen ausgeübte Zugkraft wird gleichmäßiger verteilt als bei Verwendung von nicht elastischen Seilen für die Bewehrung. Aus diesem Grunde ist die Abnutzung geringer und gleichförmiger.

4. Die Verwendung elastischer Seile ermöglicht die Herstellung von ebenflächigen Transportbändern, während die gleichen Bänder bei Verwendung nicht elastischer Seile im Betrieb Verformungen in Form z. B. mehr oder weniger langer und tiefer Längsmulden aufweisen.

In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Seilen gemäß der Erfindung schematisch dargestellt, wobei die Kurvenbilder die Kennlinie dieser Seile wiedergeben.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Anlage zur Herstellung von Seilen nach der Erfindung; Fig. 2 ist eine Ansicht in vergrößertem Maßstab des in Fig. 1 mit X bezeichneten Teiles der Gesamtanlage;

Fig. 3 ist eine entsprechende Ansicht in Richtung des Pfeiles III der Fig. 2;

Fig. 4 ist eine Ansicht in vergrößertem Maßstab einer der Verseilvorrichtungen des Teiles Y in Fig. 1: Fig. 5 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 4;

Fig. 6 ist eine Ansicht, teilweise im Schnitt, des Teiles Z in Fig. 1;

Fig. 7 gibt die einzelnen, aufeinanderfolgenden Arbeitsgänge zur Herstellung eines Seiles gemäß der Erfindung schaubildlich wieder;

Fig. 8 zeigt die Dehnungskurven eines elastischen

Es sei aber ausdrücklich vermerkt, daß die große 60 Seiles nach der Erfindung und eines nicht elastischen Längselastizität des fertigen Drahtseiles nicht nur von Seiles mit gleichem Drall, gleichem Durchmesser und der Tatsache herrührt, daß seine Bestandteile zwi- gleichen Grundeigenschaften;

sehen sich einen Abstand aufweisen, was ja bei an- Fig. 9 bringt das Spannungs-Dehnungs-Schaubild

deren Drahtseilarten längst bekannt ist, sondern auch eines Seiles gemäß der Erfindung bei bestimmter Zu- und in wesentlichem Maße von der erfindungsgemä- 65 sammensetzung, aber beliebigen Schlaglängen,
ßen, abwechselnd in beiden Torsionsrichtungen er- Das Verfahren gemäß der Erfindung erlaubt es,

folgten Drehung der Seilbestandteile über die Rück- elastische Seile mit einer einzigen Litzenlage herzugabegrenze hinaus. Eine solche Behandlung bewirkt, stellen, wobei zwei, drei, vier oder fünf, vorzugsweise

jedoch drei oder vier Litzen verwendet werden können; die Litzen können ihrerseits aus zwei, drei, vier (1 + 6) oder (3 + 9), vorzugsweise jedoch aus vier oder (1 + 6) Drähten bestehen.

Das Verfahren erlaubt es sogar, besonders elastische Seile unter Verwendung von elastischen Litzen herzustellen, die im gleichen Verfahren wie das Seil, aber in einem vorausgegangenen Arbeitsgang hergestellt wurden.

Als Ausführungsbeispiel für die Erfindung sei die Herstellung von einem Seil aus drei Litzen von (1 + 6) Stahldrähten von je 0,15 mm Durchmesser beschrieben. Zunächst werden die einzelnen Drähte mit einer Schlaglänge von mindestens dem 20fachen und höchstens dem lOOfachen und vorzugsweise dem 30- bis 50fachen ihres Durchmessers verlitzt. Die so erhaltenen Litzen werden dann gemäß den weiter oben aufgezählten Arbeitsgängen verseilt, die mittels der in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Anlage durchführbar sind.

Diese Anlage, die nur zum Erläutern des erfindungsgemäßen Verfahrens dient und nicht Gegenstand der Erfindung ist, besteht zunächst aus einer sich nicht drehenden Zuführvorrichtung X mit drei Spulen 1 (von denen lediglich eine in Fig. 1 und zwei in Fig. 2 dargestellt sind), auf denen Litzen 2 aufgespult sind; die Achsen 64 dieser Spulen sind mittels Lager 65 auf dem Rahmen 66 gehalten. Die Spulen sind mit einer Bremseinrichtung bekannter Art versehen (in Fig. 2 ist die Bremsscheibe 67 sichtbar), die den Litzen die gleiche konstante Spannung erteilt. Diese Vorrichtung besteht ferner aus Umlenkroüen 3 bis 6, die dazu dienen, die drei Litzen 2 einer Sammelhülse 7 zuzuführen und sie unter 120° gegenüber dieser Sammelhülse gleichmäßig anzuordnen; diese Umlenkrollen bewirken, daß die den Litzen erteilten Drehungen sich nicht bis zu den Spulen fortpflanzen können. Die Hülse 7 kann um ihre Längsachse drehbar oder nicht drehbar angeordnet sedn. Die Umlenkrollen 3 sind mit ihren Achsen 68 am Rahmen 66 gelagert, während die Achsen der Umlenkrollen 4 bis 6 auf Konsolen 69 gelagert sind, die ihrerseits in bekannter Weise mit dem Rahmen 66 verbunden sind. Die Hülse 7 ist am Rahmen 66 über eine Traganordnung 70, 71 (Fig. 2) befestigt. Die Litzen 2 verlassen die Umlenkrollen 4 und gelangen durch eine öffnung 72 im Rahmen 66 auf die auf der anderen Seite des Rahmens gelagerten Umlenkrollen 5 und 6 (s. Fig. 2). Beim Verlassen der Umlenkrollen 6 bilden die Litzen ein konisches Bündel, dessen Spitze in der Hülse 7 liegt.

Die Anlage besteht ferner, wie schematisch in Fig. 1 ersichtlich, aus einer Verseilmaschine Y mit drei gleichen Verseilvorrichtungen 8 und 9 und 10. Die erste Verseilvorrichtung 8 verseilt die drei Litzen mit einem der im fertigen Seil gewünschten Schlaglänge entsprechende Schlag, und zwar von der Hülse 7 ab. Die Verseilvorrichtung 8 kann auch nach einer bevorzugten Arbeitsweise den drei Litzen etwa 30 bis 60 % des im fertigen Seil gewünschten Dralls erteilen, damit das fertige Seil ein möglichst gleichmäßiges und ansehnliches Äußeres aufweist.

Die zweite Verseilvorrichtung 9 verseilt die drei Litzen weiter, nachdem diese die erste Verseilvorrichtung 8 verlassen haben; sie dreht sich im gleichen Sinne wie die Vorrichtung 8, aber schneller.

Die Fig. 4 und 5 zeigen die Konstruktion einer dieser Verseilvorrichtungen. Sie besteht aus einer Scheibe 73, auf welche das Seil 11 sich mit einer Windungszahl aufwickelt, die ausreicht, um eine unerwünschte Fortpflanzung der Drehung entlang des Seiles zu vermeiden. Die Scheibe 73 (Fig. 5) dreht sich um ihre Achse 74 in den Lagern 84 innerhalb des Gehäuses 75, das wiederum in Kugellagern 76 im Rahmen 77 (Fig. 4) drehbar angeordnet ist. Ein Gegengewicht 78 (nur in Fig. 4 dargestellt) gleicht das Gewicht der Scheibe im Gehäuse 75 aus. Dieses Gehäuse ist mit einer Axialbohrung 79 versehen, durch

ίο welche das Seil 11 hindurchlaufen kann, und dreht sich in den Rollenlagern 76 unter der Wirkung eines über eine nicht dargestellte Antriebskatte angetriebenen Zahnrades 80. Der Rahmen 77 ist mit einem Sockel 81 durch nicht dargestellte Schrauben verbunden, die durch Bohrungen 82 im Rahmen und 83 im Sockel hindurchgehen. Das Seil 11 wird durch Drehung des Gehäuses 75 um die Achse Q-O der Vorrichtung um seine Längsachse gedreht und wird durch eine Abziehwalze 16 an der Abnahmeseite (Fig. 1) abgezogen, so daß die Scheibe 73 sich im Sinne des Pfeiles dreht.

Zwischen den Verseilvorrichtungen 8 und 9 werden die verseilten Litzen um eine Windungszahl weiterverseilt, die größer ist als diejenige, um welche sich das Seil von sich selbst aufdrehen könnte; das Seil ist also bis jetzt weder elastisch (denn die Litzen liegen eng gegeneinander) noch spannungsarm noch herstellungsdrallfrei.

Die dritte Verseilvorrichtung 10 in Fig. 1 dreht das Seil 11 so weit auf, das im fertigen Seil ein Spiel zwischen den Litzen entsteht. Dieses Aufdrehen muß über die Rückdrehungszahl (Rückgabegrenze) hinaus erfolgen, die erforderlich wäre, um den Herstellungsdrall des aus der zweiten Verseilvorrichtung austretenden Seiles durch elastische Rückdrehung zu beseitigen. Dieses Aufdrehen erfolgt dadurch, daß die dritte Verseilvorrichtung sich zwar im gleichen Sinne, aber nicht so schnell wie die zweite dreht. Indem sich das Seil auf diese Weise etwa aufdreht, entsteht zwischen den Litzen das für die Elastizität des Seiles erforderliche Spiel. Zwischen den Verseilvorrichtungen 9 und 10 wird das Seil also dicker und weist ein beachtliches Spiel zwischen den einzelnen Litzen auf. Beim Austritt aus der Verseilvorrichtung 10 wird das Seil in eine drehbare Hülse 12 geführt, von wo aus es dann in den dritten Teil der Anlage gelangt. Dieser Teil besteht aus einem sich drehenden Wickler Z, dem eine zweifache Aufgabe zugewiesen ist:
Er soll den Herstelhingsdrall aus dem von der Ver-

So seilvorrichtung 10 kommenden Seil 11 völlig entfernen und es durch ein an sich bekanntes Mittel auf eine Spule 13 aufwickeln.

Die Fig. 1 (Teil Z) und Fig. 6 zeigen schematisch einen Wickler, dessen Aufnahmekäfig um seine Längsachse O-O mit einer Drehzahl rotiert, die der Hälfte der Drehzahl der Verseilvorrichtung 10 entspricht, vermehrt um die zum Ausgleich der elastischen Rückdrehungen (Rückgabegrenze) des Seils erforderliche Umdrehungszahl in der Minute.

Der Wickler Z besteht aus einem Drehkäfig 85 mit vier Stangen, von denen lediglich zwei, 86 und 87, in Fig. 6 sichtbar sind. Diese Stangen sind in drei Platten 88; 89; 90 festgehalten. Die Platte 88 weist eine Konsole 91 auf, in der die Achse einer Seilscheibe 14 a gelagert ist, und ruht auf zwei Tragrolen 92, von denen nur eine in Fig. 6 dargestellt ist. Die Tragrollen 92 sind in gabelförmigen, am Boden befestigten Trägern 93 gelagert. Die Platte 90 weist eine Welle 94 in Rieh-

tung der Achse O-O der Maschine auf. Diese Welle ist in zwei Lagern 95 gelagert, die an einem Ständer 96 angeordnet sind. Auf der WeIe 94 ist ein Kettenrad^? verkeilt, das von einer nicht dargestellten Kette angetrieben ist und den Käfig 85 um die Achse O-O durch einen ebenfalls nicht dargestellten Antriebsmotor in Drehung versetzt. Im Inneren des Drehkäfigs 85 befindet sich eine Wiege 104, die durch Schwerkraft an einer Drehung gehindert wird. Zu diesem Zweck ist sie mit ihren Enden einerseits über einer Lagerbuchse 98 auf dem mit der Platte 88 verbundenen Zapfen 99 und andererseits über eine Lagerbuchse 101 auf dem in der Platte 89 festgemachten Zapfen 102 gelagert. Der Schwerpunkt der Wiege 104 liegt unterhalb der Achse O-O, so daß hierdurch ihre Ruhelage sichergestellt ist. In dieser Wiege ist die Abziehwalze 16 vorgesehen, ferner die Aufnahmespule 13 und die Seilführungsvorrichtung 15. Der Antrieb dieser verschiedenen Teile wird von der Drehung des Käfigs 85 über eine Schnecke 105 und ein Schneckenrad 106 abgeleitet, wobei die Schnecke mit dem Zapfen 102 und das Schneckenrad mit der Wiege verbunden sind. Der Antrieb wird vom Schneckenrad 106 auf die Teile 13 und 15 und 16 durch irgendein geeignetes Mittel übertragen, z. B. durch Riemen und Riemenscheiben die nicht dargestellt sind.

Das Seil 11 gelangt nach seinem Austritt aus der Sammelhülse 12 (Fig. 1) auf die Seilscheiben 14 a, 14 b, IAc, die am Käfig angeordnet sind, wobei die Scheiben 14 b und 14 c mit ihren Achsen an Konsolen 107 gelagert sind, die an der Platte 89ibefestigt sind. Das Seil tritt sodann in die Wiege 104 durch den Hohlzapf en 102 ein. Die Seilscheibe 14 d ist an der Wiege 104 gelagert.

Die Achsen der Teile 1 und 3 bis 6 und 13 und 14 d sind, wie schon bemerkt, in bezug auf die Längsachse 0-0 der Anlage ortsfest angeordnet, während die Verseilvorrichtungen 8 und 9 und 10 sowie die Seilscheiben 14 α und 14 b und 14 c um diese Längsachse rotieren. Die Pfeile an den verschiedenen Teilen geben deren Drehsinn an; der Pfeil P (Fig. 6) zeigt den Drehsinn des Seils 11 um die Achse O-O während seines Abzuges in Richtung des Pfeiles F' (von rechts nach links in Fig. 6).

Man erhält ein elastisches, spannungsarmes und hersteUungsdrallfreies Seil der Machart 3 (1+6) von 0,15 mm Einzeldrahtdurchmesser mit einer Schlaglänge von 4,5 mm, also einer Windungszahl von 222 je Meter, wenn die verschiedenen Teile mit den nachstehenden Geschwindigkeit laufen:

Wenn N die Zahl der Umdrehungen pro Minute des Wicklers Z ist, so läßt man die Verseilvorrichtung 8 mit 0,6 N U/min, die Verseilvorrichtung 9 mit 2,9 N U/min und die Verseilvorrichtung 10 mit 1,8 N U/min rotieren.

Das heißt, daß, wenn der Wickler Z sich mit einer Geschwindigkeit von 700 U/min dreht, die Verseilvorichtung 8 sich mit 420 U/min, die Verseilvorrichtung 9 sich mit 2030 U/min und die Verseilvorrichtung 10 sich mit 1260 U/min dreht. Die Doppeldraht-Seilaufnahme hat dabei eine Aufnahmegeschwindigkeit von dem doppelten Betrag der Schlaglänge je Umdrehung, also von 4,5 · 2 · 700 = 6300 mm je Minute. Hieraus errechnet sich der Drall an den einzelnen Stellen mit

420:6,3= 67 Windungen je Meter an der Verseilvorrichtung 8,

2030:6,3 = 322 Windungen je Meter an der Verseilvorrichtung 9,

1260:6,3 = 200 Windungen je Meter an der Verseilvorrichtung 10.

Das fertige Seil soll, wie vorstehend erwähnt, 222 Windungen je Meter entsprechend einer Schlaglänge von 4,5 mm haben. Hierzu ergibt sich folgende Anordnung:

a) Die erste Verseilvorrichtung bringt eine Windungszahl (von 67 Windungen je Meter) auf, die geringer ist als die Schlaglänge; durch sie wird lediglich der Drall erteilt, welcher ausreicht, um die Litzen in die geeignete Lage zu bringen, so daß die Überdrehung gemäß nachfolgenden Ausführungen mühelos durchgeführt werden kann.

b) Die zweite Verseilvorrichtung erhöht zunächst den Drall bis auf die Windungszahl von 222 je Meter, die im fertigen Seil vorliegen soll, des weiteren darüber hinaus um die Rückgabegrenze von im Beispiel 50 Windungen je Meter, woraus sich ein Drall von 272 Windungen je Meter ergibt, während schließlich diese Windungszahl nochmals um den gleichen Betrag, also bis auf 322 Windungen je Meter erhöht wird.

c) Die dritte Verseilvorrichtung, die als Rückdrehvorrichtung wirkt, führt eine Verminderung des Dralles von 322 auf 200 um 122 Windungen je Meter herbei, wobei dieser Betrag dem doppelten Betrag der Rückgabegrenze zuzüglich 22 Windungen entspricht.

d) Schließlich wird das Seil in seinen spannungsfreien Zustand zurückgeführt, und zwar insbesondern bei seinem Übergang in die Aufnahmevorrichtung.

Das Seil ist um so elastischer, je weniger gespannt die Litzen beim Verseilen sind. Man bremst deshalb die Zuführspulen 1 so schwach wie möglich. Indessen bremst man sie durch Einwirkung auf die Bremstrommeln 67 (Fig. 2) ausreichend, um hierdurch das Entstehen von Schlaufen zu verhindern und eine genügende Haftung des Seils an den Scheiben der Verseilvorrichtung zu erhalten.

In der ersten Verseilvorrichtung 8 werden die Litzen zusammengeführt und einem anfänglichen Verseilen unterworfen; in der Verseilvorichtung 9 werden sie weiter verseilt. Wenn an Stelle zweier hintereinanderfolgender Verseilvorrichtungen nur eine einzige vorhanden wäre, so bestünde die Gefahr daß das Seil sich korkzieherartig verformt. Indessen können bei der Herstellung von gewissen Seilen nur zwei Verseilvorrichtungen vorhanden sein, wie z. B. bei der Herstellung von Seilen aus drei Litzen von je vier Drähten von 0,15 mm Durchmesser, da sie sich fehlerfrei mit zwei Verseilvorrichtungen anstatt mit dreien herstellen lassen. In diesem Fall sammelt die erste Verseilvorrichtung die Litzen und führt das gesamte Zudrehen bis zum Überdrehen aus.

Bezugnehmend auf Fig. 7 könnte man theoretisch auch ein Verfahren gemäß der Erfindung wie folgt erläutern:

Zum Herstellen eines nachgiebigen Seiles aus drei Litzen 2 (Fig. 6) mit jeweils sieben Drähten 0,15 mm Durchmesser und einer Schlaglänge von 5 mm (200 Drehungen je Meter) werden die drei Litzen nebeneinander von den drei Spulen 1 durch die drehbare Sammelhülse 7 geführt und durch die Drallvor-

richtung 8 (Fig. 1) mit der gewünschten Schlaglänge für das fertige Seil (Zustand A in Fig. 7) miteinander verdrillt. Nach Verlassen der Drallvorrichtung 8 weist das Seil 200 Drehungen je Meter und damit eine Schlaglänge von 5 mm auf, wie sie im fertigen Seil vorliegen soll. Indessen ist dieses Erzeugnis noch nicht spannungsarm, sondern hat die Neigung zum Aufdrehen, weil es noch nicht um die Zahl der elastischen Drehungen — z. B. 50 Drehungen (Rückgabegrenze) — zurückgedreht ist. Auch ist es nicht längselastisch, weil die miteinander vereinten Drähte bzw. Litzen unmittelbar aneinanderliegen.

Dieses Erzeugnis wird demgemäß einer zweiten Drallvorrichtung 9 zugeführt, welche eine weitere Verdrehung um die oben beispielsweise angeführten 50 elastischen Drehungen erteilt, wobei der Zustand/? gemäß Fig. 7 erreicht wird. Ferner erfolgt hier eins Verdrillung um den zusätzlichen Drall, der entsprechend der im endgültigen Seil gewünschten Längselastizität entspricht. Im vorliegenden Beispiel möge dieser Drall 20 Umdrehungen je Meter ausmachen. Das Seil hat beim Verlassen der Drallvorrichtung 9 den Zustand C gemäß Fig. 7 erreicht und weist 200+50+20=270 Umdrehungen je Meter auf. Es ist weder spannungsarm noch herstellungsdrallfrei, weil es die elastischen Drehungen noch nicht zurückgegeben hat. Auch ist es nicht längselastisch, weil die einzelnen Drähte bzw. Litzen völlig dicht nebeneinanderliegen.

Das Seil wird deshalb weiterhin der dritten Drallvorrichtung 10 zugeführt, die im gleichen Drehsinn, jedoch weniger schnell in Drehung versetzt wird als die beiden voraufgehenden. Der Geschwindigkeitsunterschied ergibt ein teilweises Rückdrehen des Seiles. Dieses Rückdrehen soll sich seiner Größe nach wie folgt zusammensetzen:

a) Aus einer Anzahl von im vorliegenden Beispiel 50 Rückdrehungen, die den elastischen Windungen entsprechen (D gemäß Fig. 7), wobei angenommen sei, daß dieser Wert von 50 Rückdrehungen die kennzeichnende Seilkonstante sowohl beim Zu- als auch beim Rückdrehen ist;

b) aus einer zusätzlichen Anzahl von im vorliegenden Beispiel weiteren 50 elastischen Windungen je Meter, so daß der Zustand E in Fig. 7 erreicht wird, sowie einer zusätzlichen Anzahl weiterer Rückdrehungen im Bereich bleibender Verformung des Seiles und entsprechend der gewünschten Längselastizität im endgültigen Seil, d. h. also im vorliegenden Beispiel von 20 Drehungen je Meter, so daß der Zustand F in Fig. 7 erreicht wird. Diese weiteren zusätzlichen Rückdrehungen finden sich im fertigen Seil wieder, weil das Seil nach Verlassen der Drallvorrichtung 10 lediglich die elastischen Windungen zurückgibt, d. h. also 50 Umdrehungen je Meter im vorliegenden Beispiel.

Beim Verlassen der Drallvorrichtung 10, d. h. im Zustand F nach Fig. 7, weist das Erzeugnis also lediglich 270-50-50-20=150 Umdrehungen je Meter auf, d. h. also 50 Umdrehungen weniger als die im fertigen Seil gewischte Drehungszahl. Das Seil ist längselastisch, weil seine Einzelteile durch das Rückdrehen einen Abstand voneinander haben, indessen ist es nicht spannungsarm, weil die Zahl zusätzlicher Rückdrehungen entsprechend der Rückgabsgrenze

ίο noch nicht zurückgegeben wurde, dien gemäß b) der vorstehenden Ausführung erteilt wurde.

Dieses Zurückgeben der zusätzlichen Rückdrehungen kann z. B. mittels der Seilaufwickelvorrichtung Z (Fig. 1) vorgenommen werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet die Herstellung einer großen Anzahl verschiedener kernloser elastischer Drahtseiltypen, die spannungsarm und herstellungsdrallfrei sind und aus einer einzigen Lage von Litzen bestehen, welche eine dauernde Sehraubenlinienform erhalten haben; bei einer Zugbelastung von weniger als 10% ihrer Bruchlast weisen solche Seile einen unter 2000 liegenden Elastizitätsmodul auf, d. h. also einen Elastizitätsmodul, der niedriger ist als ein Zehntel des Elastizitätsmoduls der einzelnen Stahldrähte; ihre Bruchdehnung beträgt mindestens 6% und ihr Widerstand gegen mechanische Verletzungen durch scharfe Kanten (z. B. Steine) ist hoch. Ein wesentlicher Vorteil dieser Seile ist ihre geringe innere Reibung und infolgedessen ihre sehr schwache Dämpfung. Dadurch ergibt sich im Fahrzeugreifen eine geringere Wärmeentwicklung, und der Fahrkomfort ist erhöht.

Die durch das beschriebene Verfahren erhaltenen Seile weisen eine vorgeschriebene und gleichmäßige Elastizität entlang ihrer gesamten Länge auf. Sie bieten den Vorteil, daß sich eine vorzügliche Einbettung dieser Seile in den Reifengummi erreichen läßt, der das Metall gegen Korrosion schützt.
Die Elastizität dieser Seile ergibt sich aus den lediglieh als Beispiel dargestellten Dehnungskurven eines erfindungsgefäßen Seiles (Fig. 8).

Hierbei ist mit 17 die Zugkraftkurve eines elastischen Seiles der Machart 3-(I+ 6) 0,15 dargestellt, das aus drei Litzen von je sieben Stahldrähten von 0,15 mm Durchmesser mit einer Zugfestigkeit von 250 kg/mm² besteht, wobei der Durchmesser des Seiles 1,08 mm und die Schlaglänge 5 mm beträgt.
Zum Vergleich ist in Fig. 8 mit 18 die Zugkraftkurve eines nicht elastischen Seiles wiedergegeben, das ebenfalls aus drei Litzen von je sieben Stahldrähten von 0,15 mm Durchmesser mit den gleichen Kenndaten wie im vorstehenden Fall besteht.

Der Vergleich der zwei Kennlinien zeigt, daß unter einer Zugbeanspruchung innerhalb des normalen Anwendungsbereiches (etwa 30% der Bruchlast) sich das elastische Seil wesentlich mehr längt als das nicht elastische (s. auch Tabelle I).

Tabelle I

Elastizitätseigenschaften	Dehnung in °/o der Ausgangslänge unter einer Last von 2,5kg J 5kg I 10kg | 30kg | 50kg	5,3 0,40	6,3 0,75	8,5 1,5	9,1 2,5	Bruchdehnung ίη°/ο
Elastisch	3,4 0,22	11,5 5,85
Nicht elastisch

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In Fig. 9 ist die Belastung in Prozent der Bruchlast über den Mindestdehnungen der erfindungsgemäßen Seile aufgetragen, wobei der normale Anwendungsbereich bis etwa 30% der Bruchlast liegt. Diese Darstellung gilt für alle elastischen Drahtseiltypen nach der Erfindung, denn wenn für zwei verschiedene Seile die Bruchlasten und die Dehnungen bei bestimmter Last und unter Nennung ihrer Absolutwerte verschieden sind, so sind die Dehnungen für alle Seile dann die gleichen, wenn sie ebenfalls als Prozentsatz der Bruchlast angegeben sind.

Diese elastischen Seile können auch auf Druck beansprucht werden und vertragen ohne Schaden beachtliche axiale Stauchbeanspruchungen, selbst wenn sie unter diesen eine große Verformung erleiden. Sie können daher bei der Herstellung von Einlagen für. Luftreifen Anwendung finden, in denen die Seile in gewissen Bereichen abwechselnd Zug- und Druckbeanspruchungen aufnehmen müssen.

Statische Schnittversuche zur Bestimmung der Belastung, die erforderlich ist, um mit einem Messer ein gespanntes und auf einem sehr harten Kautschukblock aufliegendes Seil zu durchschneiden, zeigen deutlich die Überlegenheit der elastischen Seile in bezug auf Schnittfestigkeit.

Die Tabelle II zeigt die Ergebnisse von Vergleichsversuchen mit zwei Seilen gleicher Kenndaten, von denen das eine elastisch und das andere nicht elastisch ist.

Tabelle II

Seilspannung

Bruchlast bei einem

nicht elastischen Seil I elastischen Seil
7· 3-0,23 mm 3 · (1+6) 0,23 mm

Höchstwert 175 kg
Mittelwert 163 kg
Mindestwert 145 kg

Höchstwert 90 kg
Mittelwert 65 kg
Mindestwert

Höchstwert 365 kg Mittelwert 327 kg Mindestwert 276 kg

Höchstwert 195 kg Mittelwert 178 kg

Maximale	f	Zahl der Schläge bis zum Seilbruch	148	elastisches Kabel	266
Seil durchbiegung	12 mm \	nicht elastisches Kabel	92	3 · (1+6) 0,23 mm	208
beim Anschlag	\	7 · 3 · 0,23 mm	31	Höchstwert	136
r	Höchstwert	24	Mittelwert	68
20 mm <^	Mittelwert	16	Mindestwert	53
1	Mindestwert	12	Höchstwert	41
Höchstwert		Mittelwert
Mittelwert	Mindestwert
Mindestwert

50 kg j Mindestwert 155 kg

Nach Tabelle II ist also die Schnittfestigkeit des elastischen Seiles gemäß der Erfindung mindestens doppelt so groß wie die des nicht elastischen.

Dynamische Schnittversuche, bei denen ein gespanntes Seil durch eine belastete Messerschneide angeschlagen wird, zeigen ebenfalls die Überlegenheit der neuartigen Seile.

Tabelle III gibt die Ergebnisse von solchen Versuchen wieder, die mit zwei Seilen ausgeführt wurden, welche aus der gleichen Anzahl von Drähten bestehen und von denen das eine elastisch, das andere nicht elastisch war. Gemessen wurde die Anzahl dei Schläge bis zum Seilbruch.

Tabelle III

Mit den zwei gleichen Seilen wie vorstehen wurden dann Versuche zur Ermittlung der zum Durchschneiden der Seile erforderlichen dynamischen Kraft durchgeführt. Tabelle IV zeigt, daß bei elastischen Seilen gemäß der Erfindung diese Kraft mehr als zweimal so groß ist wie bei nicht elastischen Seilen.

Tabelle IV

Auf Schlag beanspruchtes Seil	Erforderliche Schlagarbeit T
3 · (1 + 6) 0,23 mm, elastisch , 7 · 3 · 0,23 mm, nicht elastisch	0,824 kgm 0,365 kgm

Ein wesentlicher Vorteil der elastischen Seile gemäß der Erfindung liegt in ihrer Dauerbiegefestigkeit, die wesentlich höher ist als diejenige nicht elastischer Seile, wie sie für die Herstellung von Luftreifen üblich sind.

Zum Beispiel ist ein elastisches Seil aus drei Litzen von je sieben Stahldrähten von 0,15 mm Durchmesser mit einer Zugfestigkeit von 250 kg/qmm gegenüber wiederholten Biegungen wesentlich widerstandsfähiger als ein nicht elastisches Seil aus sieben Litzen von je drei Drähten, das seit mehreren Jahren für die Herstellung von Karkassen für Luftreifen laufend benutzt wird.

Nach 200000 Biegungen zeigen unter sonst gleichen Bedingungen elastische Seile gemäß der Erfindung keinen einzigen Drahtbruch, während schon nach 100000 Biegungen 25% der nicht elastischen Seile vollständig oder teilweise gebrochen waren.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Seile können als Litzen für ein größeres Seil dienen. So kann man beispielsweise um ein kernloses, einlagiges Seil aus zwölf Drähten sieben Litzen von je drei Drähten des gleichen Durchmessers herumlegen. Wenn diese Litzen mit einer Schlaglänge verlegt werden, die größer ist als die der darunterliegenden zwölf Drähte, so erhält man wiederum ein elastisches Seil.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Herstellen von drehungsfreien, spannungsarmen und hochelastischen Drahtlitzen und -seilen, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Drähte oder Litzen in an sich bekannter Weise mit einem Drall versehen werden, der über den im fertigen Seil gewünschten Drall um eine im bleibend-verformenden Bereich liegende Überdrehungszahl hinausgeht,
anschließend das Seil um den doppelten Betrag der bis zur Rückgabegrenze erteilten Windungen zurückgedreht,
das Zurückdrehen im bleibend-verformenden Bereich um eine Windungszahl fortgesetzt wird, die dem gewünschten Spiel zwischen den Drähten oder Litzen entspricht, und schließlich

das Seil in den spannungsfreien Zustand zurückgeführt wird.

2. Gemäß Verfahren nach Anspruch 1 hergestelltes Drahtseil, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzeldrähte zwischen sich ein Spiel von einem Viertel bis einem Zwanzigstel ihres Durchmessers aufweisen und derart verseilt sind, daß sie eine Bruchdehnung von mindestens 6% haben.

b)

c)

d)

3. Drahtseil nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Draht- bzw. Litzenschlaglänge vom 20- bis lOOfachen Draht- bzw. Litzendurchmesser.

4. Druck-, zug- oder biegungsbeanspruchte Gegenstände aus Gummi od. dgl., gekennzeichnet durch mindestens eine Verstärkungseinlage aus Seilen bzw. Litzen nach Anspruch 2 oder 3.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 816 308, 804 903; USA-Patentschrift Nr. 2 546 977; DIN-Normblatt Nr. 6890 »Drahtseile — Technische Lieferbedingungen«.

In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsche Patente Nr. 1 070 965, 1 080 441.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

© 309 769/160 12.