DE1218908B - Drahtseil zum Einbetten als Verstaerkung in ein Erzeugnis aus elastischem Material - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

D 07b

Deutsche Kl.: 73-5/02

Nummer: 1218 908

Aktenzeichen: T19329 VII a/73

Anmeldetag: 25. November 1960

Auslegetag: 8. Juni 1966

Die Erfindung bezieht sich auf ein Drahtseil zum Einbetten als Verstärkung in ein Erzeugnis aus elastischem Material, wie Kautschuk, Plastikmaterial od. dgl., wobei eine schraubenförmige, Abstand der Windungen aufweisende, metallische Umhüllung unmittelbar auf das aus Litzen oder Drähten bestehende Seil aufgebracht ist.

Bei einem Drahtseil dieser Art ist es bekannt, dieses mit einer schraubenförmigen Umhüllung zu versehen, die aus einem oder mehreren Drahtseilen oder Bändern besteht, welche ohne Spannung auf das Seil gewickelt sind. Auf diese Weise liegt der Schraubenwickel frei verschiebbar auf dem Seil auf.

Diese bekannte Ausführung von Seilen hat verschiedene Nachteile. So können zum Beispiel die Drähte, die das Seil bilden, während des Gebrauches sich gegeneinander bewegen, und weiterhin besteht auch die Gefahr, daß sie ausknicken und durch wiederholte Beanspruchung infolge Ermüdung brechen. Durch das Brechen dieser Drähte wird der Widerstand der durch das Seil verstärkten Stoffe herabgesetzt und damit auch der Nutzen der metallischen Verstärkung.

Außerdem beschädigen gebrochene Drähte des Seiles oder der metallischen Umhüllung die Stoffe, in die das Seil eingebettet ist. Schließlich ist ein Seil mit einer spannungsfreien Umhüllung schwieriger zu handhaben wegen des restlichen Dralls vom Verseilen her, es sei denn, daß man diesen Nachteil durch eine zusätzliche Behandlung beseitigt.

Es ist auch ein Metallkabel zur Übertragung von Kräften bei der Fernübertragung von Bewegungen bekannt, wobei es auf eine exakte Wiedergabe der Bewegungsgröße ankommt, die nur dann erreichbar ist, wenn das Ubertragungskabel so ausgebildet ist, daß seine Länge unter der Einwirkung axialer Druck- und Zugkräfte keine Änderung erfährt.

Zu diesem Zweck sind bei dem bekannten Kabel auf eine Seele übereinander mehrere Lagen dicht und in jeweils wechselndem Drehsinn gewickelter Schraubenwicklungen aufgebracht. Die Seele und die steil gewickelte äußere Lage dienen der Übertragung von Zugkräften, während die übrigen Wicklungen mit geringer Steigung das Kabel in axialer Richtung drucksteif machen. Die Gefahr eines Stauchens oder Spreizens, die bei Seilen aus verdrallter Litze auftreten kann, entfällt bei den Wicklungen dieses Kabels vollständig, da diese unter Druck — ähnlich wie bei einer Schraubenfeder — lediglich fest gegeneinandergepreßt werden, aber sich nicht spreizen können, da eine Längenänderung nicht eintreten kann.

Auf die äußerste Lage des aus der draht- oder Drahtseil zum Einbetten als Verstärkung in ein
Erzeugnis aus elastischem Material

Anmelder:

Trefileries Leon Bekaert, Zwevegem (Belgien)
Vertreter:

ίο - Dr. W. Schalk, Dipl.-Ing. P. Wirth,
Dipl.-Ing. G. E. M. Dannenberg
und Dr. V. Schmied-Kowarzik, Patentanwälte,
Frankfurt/M., Große Eschenheimerstr. 39

Beanspruchte Priorität:

Belgien vom 4. März 1960 (588 301)

seilartigen Seele mit gewickelten Zwischenlagen bestehenden zug- und druckfesten Grundkabels ist dann eine Arbeitswicklung aus wesentlich dickerem Material mit Abstand der einzelnen Windungen so fest aufgewickelt, daß eine radiale Kraft auf das Grundkabel ausgeübt wird. Diese Arbeitswicklung hat die Aufgabe, nach Art einer flexiblen Zahnstange Antriebsbewegungen zu übertragen, wobei deren einzelne Windungen seitlich, also in Achsrichtung des Kabels belastet werden. Sie unterliegen also der Gefahr, sich längs des Kabels zu verschieben und damit eine korrekte Übertragung axialer Kräfte durch das Kabel, trotz der drucksteifen Ausbildung des Grundkabels in Frage zu stellen. Eine einwandfreie Fern-Übertragung mittels des Kabels ist nur erreichbar, wenn die Windungen der Arbeitswicklung seitlichen Druckkräften — beispielsweise dem Flankendruck der Zähne eines Antriebsrades — standhalten, ohne sich in Achsrichtung des Kabels zu verschieben.

Um diese gefürchtete Relatiwerschiebung zwischen dem Grundkabel und der Arbeitswicklung zu verhindern, hat man gelegentlich bereits Distanzwicklungen geringeren Durchmessers zwischen die einzelnen Windungen der Arbeitswicklung eingelegt, während im vorliegenden Fall diese Wicklung so fest auf die äußere Lage aufgewickelt werden soll, daß nicht nur diese Lage fest gegen die unteren Lagen gepreßt, sondern vor allem an den Berührungspunkten mit dieser Lage Verformungen dieser Lage hervorgerufen

so werden, welche die Windungen der Arbeitswicklung gegen axiale Verschiebungen relativ zum Grundkabel sichern. Hierdurch soll in Verbindung mit der druck-

609 578/178

steifen Ausbildung dieses Gewindekabels eine exakte Fernübertragung von axialen Druck- und Zugkräften erreicht werden. Festzuhalten ist jedenfalls, daß die Arbeitswicklung hier auf schraubenförmige, drucksteife Zwischenlagen aufgezogen wird und nicht etwa auf die Kabelseele, die gegebenenfalls aus einem Drahtseil bestehen kann.

Fernübertragungskabel dieser Art haben natürlich eine gewisse Biegsamkeit, um irn Gegensatz zu Zahnstangen Kräfte über nicht geradlinige Wege zu übertragen. Dennoch ist naturgemäß und dem Verwendungszweck entsprechend ein solches Kabel gerade infolge der mit geringer Steigung gewickelten, dichten Drucklagen zwar nicht als starr, aber als steif anzusprechen. Es ist daher ein solches Fernübertragungskabel natürlich zur Verstärkung von Erzeugnissen aus elastischem Material, wie Kautschuk, Plastik od. dgl., vollkommen ungeeignet. Eine Armierung, wie sie beispielsweise für Autoreifen Verwendung findet, soll die Festigkeit des Materials erhöhen, ohne die Elastizität wesentlich zu beeinträchtigen. Erste Voraussetzung eines zur Armierung geeigneten Materials ist daher dessen Elastizität, auch in axialer Richtung, im Gegensatz zu der absoluten Steifheit auf Druck und Zug in axialer Richtung bei Fernübertragungskabeln.

Hieraus ergibt sich eine grundsätzlich unterschiedliche Aufgabenstellung und Ausbildung für Fernübertragungsorgane einerseits und Armierungsmaterial andererseits. Die Verseilung gewährleistet die Elastizität, welche bei dem in Lagen gewickelten Kabel fehlt, auch dann, wenn eine seilartige Seele vorhanden ist.

Die bei bekannten Armierungsseilen auftretenden Schwierigkeiten, deren Beseitigung Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, nämlich ein Brechen der verseilten Einzeldrähte des Armierungsmaterials und damit die nachteiligen Folgen für das armierte Erzeugnis, zu vermeiden, treten bei dem bekannten Kabel naturgemäß nicht auf; denn der häufigste Anlaß für das Brechen von Drähten ist auf das Stauchen und Spreizen bei der elastischen Aufnahme von Längskräften in Verbindung mit der geringen Festigkeit der dünnen Einzeldrähte zurückzuführen. Demgegenüber ist das bekannte Kabel in seiner Achsrichtung steif und überträgt axiale Druck- bzw, Stauchkräfte formschlüssig, ohne daß ein Spreizen oder eine sonstige Verformung der verhältnismäßig kräftigen Wicklungsdrähte überhaupt eintreten kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die ge^ nannten Nachteile bekannter Metallseileinlagen für elastisches Material zu vermeiden und zugleich das Aufdrallen durchschnittener Seilenden auf ein Minimum zu bringen. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die metallische Umhüllung mit Vorspannung auf den Umfang des Seiles aufgezogen ist.

Gegenüber bekannten Verstärkungsseilen, deren Außenwicklung ohne Vorspannung auf das Metallseil aufgebracht ist, werden durch die einfache Maßnahme nach der Erfindung zugleich drei Vorteile erreicht:

1. Die Relativbewegung der Einzeldrähte des Seiles und damit deren Verschleiß- und Bruchneigung wird auf ein Minimum gebracht;

2. die Enden eventuell doch gebrochener Drähte werden dank des. festen Verbandes in ihrer Lage gehalten und somit weitgehend gehindert, Beschädigungen des armierten Materials zu verursachen;

3. die durch die Vorspannung implizierte Verformung der äußeren Haltewicklung verhindert das bei der Verarbeitung lästige Auf drallen der Seilenden, wie es bei bekannten Drahtseilen auftritt. Die mit Vorspannung auf einem Metallseil nach der Erfindung befindliche Umhüllung besteht vorzugsweise aus mindestens einem Metalldraht, da sich

ίο hierdurch der Vorteil einer besonders wirtschaftlichen Herstellung mit geringen Materialkosten ergibt und außerdem der weitere Vorteil besteht, daß die gewünschte Vorspannung leicht berechenbar ist.
In manchen Fällen kann jedoch statt Verwendung eines Metalldrahts die Verwendung einer Umhüllung vorteilhaft sein, die-auf mindestens einem Metallband besteht. Wegen des flache» Bandquerschnittes. ergibt steh hierdurch-insbesondere der Vorteil,' daß das. mit Vorspannung auf das Seil aufgebrachte.·.Metallband

den Querschnitt des Seiles praktisch kaum vergrößert,

wodurch der Anwendungsbereich des. als Verstärkung in biegsames Material od. dgl. einzubettenden Metall· seiles eine Erweiterung erfahren kann,

Weiter wird nach der Erfindung die. Vorspannung

der schraubenförmigen Umhüllung vorzugsweise so gewählt, daß sie etwa 10 bis .2.0 °/o der Bruchlast des Materials der Umhüllung beträgt. Eine· Vorspannung in dieser Größenordnung hat nicht nur den Vorteil, daß sie einen weiten Sicherheitsfaktor einschließt, sondern darüber hinaus wird auch mit einer solchen Vorspannung die Biegsamkeit des Metallseiles nur unwesentlich beeinflußt, Dennoch kommen auch Vorspannungen außerhalb dieses Bereichs durchaus in Betracht, insbesondere dann, wenn es sich darum handelt, die Starrheit des Metallseiles in einem gewünschten Sinne zu beeinflussen.

Ein Ausführungsbeispiel eines Seiles nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Diese Zeichnung zeigt ein Seil 1, das aus sechs Litzen 2 und 3 besteht. Fünf Litzen 2 bestehen aus je_ sieben Drähten 4, während die Eernlitze3 aus drei Drähten 5 besteht. Die verseilten Litzen haben eine metallische Umhüllung, die aus einem metallischen Drahtö besteht, welcher um das Seil 1 mit einer Spannung von 500 bis 600 g gewickelt ist, was, etwa 12 °/o der Bruchlast des Seils entspricht, da die verschiedenen Drähte 4 bzw. 5 der Litzen 2 und 3 des Ausführungsbeispieles einen Durchmesser von 0,15 mm haben.

Es ist selbstverständlich, daß die Erfindung nicht auf Seile mit der obengenannten Anzahl Litzen, und Drähte beschränkt ist. Es kann sowohl die Anzahl der Litzen als auch der Drähte jeweils den gewünschten Eigenschaften des Seiles entsprechend gewählt

sein.

Während des Gebrauches der mit Seilen nach der Neuerung verstärkten Stoffe, beispielsweise bei Mänteln von Autoreifen, können die Drähte des Seiles nicht sich gegeneinander bewegen, so daß ein eventueller Bruch durch das Ausknicken vermieden wird. Durch die vorgespannte Umhüllung ist der Widerstand der metallischen Verstärkung höher als bei Verstärkungsseilen, deren schraubenförmige Umhüllung die Drahtlitzen ohne Spannung umklammert,

Außerdem werden die verstärkten Stoffe, in welche das Seil eingebettet ist, nicht beschädigt, falls einer der Drähte brechen sollte, z, B. infolge Ermüdung durch Zugspannungen.

Die Umhüllung nach der Erfindung bleibt auf das Seil gespannt, selbst wenn einer oder mehrere Drähte des Seiles brechen sollten.

Die Tatsache, daß das Seil von einer Umhüllung umgeben ist, die mit Spannung aufgebracht ist, hat auch zur Folge, daß das Seil eine bestimmte Starrheit erhält und vollkommen totgezogen ist, was für viele Anwendungen vorteilhaft oder erforderlich ist. Die Spannung des Schraubendrahtes oder -bandes ermöglicht es, den restlichen Drall des Seiles bei der Her-Stellung auf ein Minimum zu bringen. Eine kleinere oder größere Starrheit kann durch Änderung der Ganghöhe und/oder Durchmessers des Schraubendrahtes oder auch der Spannung des Drahtes erreicht werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Drahtseil zum Einbetten als Verstärkung in ein Erzeugnis aus elastischem Material, wie Kautschuk, Plastikmaterial od. dgl., wobei eine schraubenförmige, Abstand der Windungen aufweisende, metallische Umhüllung unmittelbar auf das aus Litzen oder Drähten bestehende Seil aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Umhüllung mit Vorspannung auf den Umfang des Seiles (1) aufgezogen ist.

2. Erzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung aus mindestens einem Metalldraht (6) besteht.

3. Erzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung aus mindestens einem Metallband besteht.

4. Erzeugnis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der schraubenförmigen Umhüllung etwa 10 bis 20% der Bruchlast des Materials der Umhüllung beträgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 617 930;
französische Patentschriften Nr. 1178190,949168.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

609 578/178 5.66 © Bundesdruckerei Berlin