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Die Endverbindungen von Seilen aus Kunstfasern, Stahldraht oder Naturmaterial werden üblicherweise mit Knoten, Klemmmitteln oder durch Verspleißungen hergestellt. Zugversuche haben gezeigt, dass insbesondere bei Hochmodul-Faserseilen Knoten und konventionelle Klemmungen zum Durchrutschen des Seils an der Endverbindung neigen oder diese zur wesentlichen Herabsetzung der Seilzugfestigkeit führen. Die Herstellung einer Seilöse durch seilschonendes Spleißen oder durch Vernähen erfordert hingegen sehr gute Kenntnisse in textilen Fügungstechniken und ist am Anwendungsort meist nicht praktikabel. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, mit der sich Seile aller Art durch Einfädeln einfach befestigen und spannen lassen, und bei der glatte Seile nicht durchrutschen und mit der die Seilzugfestigkeit bestmöglich ausgeschöpft werden kann.
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Stand der Technik
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In der Schutzschrift
DE000000941050 wird ein Seilspleiß zur Ausbildung von Ösen und für die Einbinden von Kauschen beschrieben, bei dem die Litzen- oder Seilenden in den Hohlraum der zuvor entfernten Herzlitze verlegt sind. In vorteilhafter Weise werden hierdurch die Litzenenden vom Seil umschlossen und können somit nicht als «Stachel» hervorstehen. Besonders nachteilig ist hierbei die Herstellung des beschriebenen Spleißes. Diese ist zeitaufwendig und erfordert vom Anwender handwerkliche Fähigkeiten in der Knüpftechnik. Eine funktionssichere Herstellung am Anwendungsort ist daher nahezu ausgeschlossen. Zudem kann das Seil beim Spleißen nicht hinreichend gespannt werden, was bei einer entsprechenden Anwendung eine weitere Spanneinrichtung erforderlich macht.
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In der
WO 2015/026229 wird eine Knotentechnik beschrieben, die hauptsächlich in der Knüpfung von Netzen Anwendung findet. In vorteilhafter Weise verhindert der offenbarte Konten durch das gegenseitige Durchstoßen zweier Seile, das Rutschen der Verknüpfungspunkte. Dies ist insbesondere bei der Verwendung von Hochmodul-Faserseilen von Vorteil. Grundsätzlich kann diese Technik auch für die Bildung einer Seilöse verwendet werden. Besonders nachteilig ist dabei jedoch, dass für das gegenseitige Durchdringen des Seiles und des Seilendes der gesamte Seilstrang durch den Knoten gezogen werden muss und dieser ortsfest ist. Das Seil kann somit nicht entlang der Verknüpfung gespannt werden.
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Die
DE 20 2007 006 227 beschreibt eine Befestigungsvorrichtung zur Befestigung zur Sicherung des Endes eines Tragmittels. Dieses sogenannte Seilschloss findet unter Anderem in der Aufzugtechnik Anwendung. In der Offenbarung besteht es aus einem geschmiedeten, hülsenförmigen Gehäuse mit einer Öffnung zum Einführen eines Tragmittels (Seil), welches durch einen eingelegten Keil gegen das Gehäuse geklemmt wird. Untersuchungen haben gezeigt, dass sich der Einsatz dieses Seilschlosses, bauartbedingt, wegen des engen Umlenkradius' und durch die punktuelle Seilpressung besonders nachteilig auf die Zugfestigkeit eines Kunstfaserseiles auswirkt und diese auf ca. 40% reduziert.
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Zielsetzung
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Der im Schutzanspruch 1 offenbarten Erfindung liegt das Ziel zu Grunde, eine Vorrichtung zum Befestigen und Spannen von Seilen zu entwickeln, die beispielsweise in der Forsttechnik, in der Förder- und Aufzugtechnik, in Anlagen zum Schutz vor Naturgefahren, in der Fischerei und Schifffahrt oder in der Materialprüftechnik ihre Anwendungen finden. Mit der Vorrichtung sollen sich Seile aller Art einfach befestigen und spannen lassen, so dass das Seil nicht durchrutscht und die Seilzugfestigkeit bestmöglich genutzt werden kann. Vorteilhafter Weise liegt die Seilzugrichtung in einer Achse mit dem Befestigungspunkt und dem Schwerpunkt der Vorrichtung und ermöglicht so eine momentenfreie Kraftübertragung. Zur Realisierung dieser Zielsetzungen werden die nachfolgenden Lösungsvarianten einer entsprechenden Vorrichtung beschrieben.
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Darstellung der Erfindung
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Die in 1 dargestellte Vorrichtung ermöglicht das Einfädeln von Draht-, Kunstfaser- oder Naturfaserseilen. Besonders vorteilhaft ist die Vorrichtung für das Befestigen und das Spannen von Kunstfaserseilen geeignet. Insbesondere Hochmodul-Faserseile mit üblichen Garnfestigkeiten von mehr als 2000 N/mm2 haben eine sehr glatte, nahezu reibungsfrei Oberfläche und neigen bei konventioneller Befestigung mit Knoten oder Spannvorrichtungen zum Durchrutschen. Unter Zugbelastung werden diese Seile vor allem in den Knoten- bzw. in den Klemmpunkten durch Querpressung stark beansprucht. Diese Effekte setzen die mögliche Mindestzugkraft der Seile um bis zu 90% herab. In der technischen Anwendung werden diese daher häufig überdimensioniert und gelten oft als weniger wirtschaftlich als beispielsweise Stahldrahtseile.
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Die Spannvorrichtung ist vorzugsweise für Seildurchmesser von 3-12 mm ausgelegt. Es sind jedoch auch Ausführungen denkbar, mit denen beispielsweise Tauwerk mit deutlich größerem Durchmesser befestigt werden kann. Üblicherweise ist die Vorrichtung für Lasten von 1 bis 1000 kN ausgelegt. Für den Einsatz in Prüfapparaten sind zudem auch Einsatzbereiche mit geringen Lasten von 0 bis 1000 N denkbar.
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Die in 1 dargestellte Vorrichtung weist eine symmetrische Anordnung auf, wodurch das Seil und die Aufhängung in der Schwerpunktachse zu liegen kommen. Hierdurch werden Querbelastungen der Vorrichtung vermieden und eine momentenfreie Kraftübertragung ermöglicht. Dies ist insbesondere bei hohen Kräften und für die Ermittlung von Materialkennwerden besonders vorteilhaft.
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Bei der in Schutzanspruch 1 offenbarten Vorrichtung erfolgt die Kraftübertragung durch das Reiben der Seiloberfläche auf mindestens zwei drehenden Rollen beziehungsweise auf mindestens zwei nicht drehenden Zylindern. Mindestens eine Rolle oder ein Zylinder ist gegenüber der/dem anderen verschiebbar gelagert, was durch die umschlingende Seilführung zu einer Klemmung des eingefädelten Seiles führt. In Vorteilhafterweise haben die Rolle oder Zylinder einen Durchmesser, der mindestens dem achtfachen Seildurchmesser entspricht.
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Die 1-3 zeigen eine Lösungsvariante der Vorrichtung (1) für ein Seil (2), bei der in einem Gehäuse (3) aus einem U-Profil auf beiden Profilflanken (4) symmetrisch zwei synklinal, nach oben geöffnet, verlaufende Führungsschlitze (5) angeordnet sind. In den Führungsschlitzen (5) gelagert, verlaufen zwei drehende Rollen (6), deren Achsen entlang der Führungsschlitze (5) gegeneinander verschiebbar sind. Die Rollen (6), mit einem üblichen Durchmesser von 50-200 mm, weisen eine aufgeraute Oberflächenstruktur (7) auf. Für die Befestigung an einem Bauteil (9) weist das Gehäuse (3) im Zentrum eine Bolzenschraube (8) auf. In 3 lässt sich mit der Bolzenschraube (8) der Abstand zwischen Bauteil (9) und Vorrichtung (1) einstellen und das Seil (2) spannen. Für die Befestigung des Seilendes weist das Gehäuse (3) eine Seilfixierung (10), beispielsweise eine Schraubklemme, auf. Das Seil (2) wird zwischen den beiden Rollen (6) mittig in das Gehäuse (3) geführt und umwickelt einen Abschnitt der Mantelfläche einer der beiden Rollen (6). Dabei reibt das Seil (2) auf der Oberflächenstruktur (7) der Rolle (6). Das Seil (2) läuft weiter zur zweiten Rolle (6) und umwickelt einen Abschnitt der Mantelfläche der zweiten Rolle (6). Das offene Seilende (2a) ist an der Seilfixierung (10) befestigt. Durch die Umschlingung der Rollen (6) mit dem Seil (2), werden die Rollen bei Seilzug entlang der Führungsschlitze (5) verschoben und gegeneinandergepresst. Dabei wird das Seil (2) ebenfalls gepresst und die Haltekraft weiter erhöht. Durch die synklinale Anordnung der Führungsschlitze (5) bleibt die Vorrichtung (1) auch nach der Entlastung des Seils (2) weitgehend geschlossen.
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Eine weitere Ausführungsvariante der Vorrichtung (1) ist in 4 dargestellt. Hierbei sind in den Profilflanken (4) des Gehäuses (3) antiklinal, nach unten geöffnete, Führungsschlitze (11) angeordnet. Dadurch öffnet sich die Vorrichtung (1) bei der Entlastung des Seils (2) in vorteilhafterweise.
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Eine weitere Ausführungsvariante der Vorrichtung (1) ist in den 5-8 dargestellt. Hierbei bildet der Bolzen (21) eines Schäkels (20) zusammen mit den Flankenblechen (23) ein Drehgelenk (22) aus. Zwischen jeweils zwei parallelen Flankenblechen (23) ist jeweils ein Zylinder (24) mit Schrauben (25) befestigt. Durch das Drehgelenk (22) sind die Zylinder (24) auf einer Kreisbahn (26) zueinander beweglich. Die Zylinder (24) weisen eine reibungserhöhende Oberflächenstruktur (7) auf. In besonders vorteilhafterweise wird das Seil (2) zwischen den beiden Zylindern (24) mittig zu den Flankenblechen (23) geführt und umwickelt einen Abschnitt der Mantelfläche einer der beiden Zylinder (24). Dabei reibt das Seil (2) auf der Oberflächenstruktur (7) der Zylinder (24). Das Seil (2) läuft weiter über den zweiten Zylinder (24) und umwickelt einen Abschnitt der Mantelfläche des zweiten Zylinders (24). Das offene Seilende (2a) ist beispielsweise mit dem Schäkel (20) verknotet. Durch die Umschlingung der Zylinder (24) mit dem Seil (2), werden die Zylinder (24) bei Zug am Seil (2) rotierend auf der Kreisbahn (26) gegeneinandergepresst. Dabei wird das Seil (2) ebenfalls gepresst und die Haltekraft weiter erhöht.
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8 zeigt einen Längsschnitt durch die Vorrichtung, wonach an zwei parallel liegenden, gegeneinander rotierbaren Flankenbleche (23) jeweils ein Zylinder (24) befestigt ist. Entlang des Zylindermantels verläuft das Seil (2) reibend auf der Oberflächenstruktur (7). Hierbei ist das Seil (2) so um die beiden Zylinder (24) gelegt, dass der Seilzug zur Zusammenpressung der beiden Zylinder (24) führt und somit das Seil (2) geklemmt wird. Das Seilende (2a) ist in 8 geschnitten dargestellt, in der Anwendung kann es jedoch mit geringer Kraft gehalten oder beispielsweise mit einem Knoten fixiert werden.
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Bei der in 8 dargestellten Seilwicklung handelt es sich um ein Ausführungsbeispiel. In Abhängigkeit von den Seileigenschaften und den Anwendungsanforderungen sind beispielsweise auch Mehrfachumschlingungen und weitere Seilverläufe entlang der Klemmfläche möglich.
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In Unteranspruch 7 ist zur Verringerung der Seilquetschung entlang der Kontaktfläche der beiden Rollen oder Zylinder eine einstellbarer Rollenabstand vorgesehen.
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In den Unteransprüchen 13-15 sind weitere Ausbildungsformen der Rollen bzw. Zylinder, wie beispielsweise eine konische Form, eine konische Verjüngung zur Mitte hin oder eine Seilführungsnut aufgeführt.
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In den Unteransprüchen 17 und 18 sind weitere Ausführungsvarianten aufgeführt, bei denen zur Reduzierung der Seilquetschung eine lystrische Querschnittsform oder eine Auflösung des Zylinders in einzelne Segmente genannt wird.
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In den Unteransprüchen 19-21 sind Vorrichtungen zum Spannen und zum kontrollierten Ablassen des Seils vorgesehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Seilbefestigungsvorrichtung
- 2
- Seil
- 2a
- Seilende
- 3
- Gehäuse
- 4
- Profilflanke
- 5
- synklinaler Führungsschlitz
- 6
- Rolle
- 7
- Oberflächenstruktur
- 8
- Bolzenschraube
- 9
- Bauteil
- 10
- Seilfixierung
- 11
- antiklinaler Führungsschlitz
- 20
- Schäkel
- 21
- Bolzen
- 22
- Drehgelenk
- 23
- Flankenblech
- 24
- Zylinder
- 25
- Schrauben
- 26
- Kreisbahn
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 000000941050 [0002]
- WO 2015/026229 [0003]
- DE 202007006227 [0004]
