DE2831433A1 - Mit kunststoff impraegniertes, geschmiertes drahtseil - Google Patents

Mit kunststoff impraegniertes, geschmiertes drahtseil

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DE2831433A1
DE2831433A1 DE19782831433 DE2831433A DE2831433A1 DE 2831433 A1 DE2831433 A1 DE 2831433A1 DE 19782831433 DE19782831433 DE 19782831433 DE 2831433 A DE2831433 A DE 2831433A DE 2831433 A1 DE2831433 A1 DE 2831433A1
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strands
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rope
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Ferdinand Chiappetta
Fred Edgar Dykeman
Paul Allen Turner
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Amsted Industries Inc
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Description

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Die Erfindung bezieht sich auf Drahtseilmaterial und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Insbesondere richtet sich die Erfindung auf die Imprägnierung eines geschmierten Drahtseils mit Kunststoff.
Es sind zum Imprägnieren aus Strängen zusammengesetzter Drahtseile mit einem lasttragenden Kunststoffmaterial verschiedene Verfahren bekannt, um die Berührungsbeanspruchung zwischen den Strängen des Seils herabzusetzen und die Lastverteilung zwischen den Strängen zu verbessern. Die Kunststoffimprägnierung dient auch dazu, Schmiermittel in dem Seil einzufangen und dadurch die Ermündungsdauer zu verbessern und eine Sperre gegenüber dem Eintritt von Abrieb- und Korrosionselementen in das Innere der Seilstruktur zu bilden.
Die gegenwärtig zum Imprägnieren von Drahtseilen mit Kunststoff verwendeten Verfahren benutzen Formbacken, welche das Kunststoffmaterial um das Seil herum extrudieren, wobei der Durchmesser des extrudierten Kunststoffs nominell gleich dem des zu imprägnierenden Seils ist. Diese Verfahren sind befriedigend. Jedoch verlangt die Vielfalt der Drahtseilgrößen, der Konstruktionen und der Toleranzen einen weiten und kostspieligen Bereich von Werkzeugen, um eine genaue Durchmesserkontrolle über den Durchmesser des fertigen Seils sicherzustellen. In zahlreichen Anwendungsgebieten der Drahtseile sind Toleranzschwankungen nicht kritisch. In diesen Anwendungsgebieten kann ein einziger Satz Werkzeuge für einen Seilkon-
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struktionsbereich gleichen Durchmessers benutzt werden. Jedoch können bei Anwendungsgebieten, wo der Seilfertigdurchmesser kritisch ist, einzelne Werkzeuge nach Seilgröße und -konstruktion verlangt werden.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein neuartiges, mit Kunststoff imprägniertes Drahtseil sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung vorgeschlagen, durch das eine wirtschaftlichere Herstellung ermöglicht wird.
Dies wird allgemein erreicht durch Vorsehen eines Drahtseils, bestehend allgemein aus einem Kern, der ein Schmiermittel enthält und durch einen allgemein zylinderförmigen Kunststoffmantel von größerem Durchmesser als dem des Kerns eingekapselt ist, sowie einer Anzahl Stränge, die um den Kunststoffmantel herumgelegt und darin eingebettet sind, um ein Drahtseil von vorgegebenem Außendurchmesser zu bilden, bei dem der Kunststoffmantel zwischen den Strängen liegt und der Außendurchmesser des Kunststoffmantels von dem Kern nach außen und von dem Außendurchmesser des Seils nach innen verdrängt wird. Es ist zu beachten, daß dies Seil unter Verwendung von Drahtkernen und Strängen genormter Größe konstruiert werden kann, um ein Seil mit einem genormten Außendurchmesser zu erzeugen.
In einem Verfahren zur Herstellung des Seils wird der Kern in der üblichen Weise mit einem Schmiermittel versehen. Der Ke*ra wird sodann mit einem thermoplastischen Material imprägniert,
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um einen allgemein zylinderförmigen Kunststoffmantel von einem vorgegebenen größeren Durchmesser als dem des Kerns vorzusehen. Anschließend wird eine Anzahl Stränge um den Mantel herumgelegt, und die Stränge werden radial nach innen in den Mantel hineingedrückt, um ein Seil von einem vorgegebenen Außendurchmesser zu bilden. Die Stränge werden in den Kunststoffmantel eingebettet, welcher fließend nach außen zwischen die Stränge bis zu einem Platz innerhalb des vorgegebenen Außendurchmessers des Seils verdrängt wird.
Die Stränge können entweder lediglich durch Aufbringen einer radial nach innen gerichteten Kraft oder durch Erwärmen des Kunststoffmaterials vor dem Herumlegen der Stränge um den Mantel und Hereindxnicken der Stränge radial nach innen in den Mantel eingebettet werden.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch einen geschmierten und imprägnierten, mit einem Mantel versehenen Kern, der gemäß dem Verfahren der Erfindung hergestellt ist,
Fig. 2 einen Schnitt durch den mit einem Mantel versehenen Kern nach Fig. 1, nachdem in einer Zwischenstufe des Verfahrens einer Ausführungsform der Erfindung eine typische Anzahl Stränge um ihn herumgelegt worden ist,
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Fig. 3 einen Schnitt durch das Drahtseil gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. h einen Schnitt durch ein Drahtseil gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 1 zeigt einen unabhängigen Drahtseilkern, bei dem die äußeren Stränge 10 um den mittleren Strang 12 herumgewickelt sind. Die Stränge 10 und 12 sind der Einfachheit halber als massive Drähte gezeigt, es ist jedoch zu beachten, daß die Stränge 10 und 12 aus einer Anzahl Drähte zusammengesetzt sind, die, wie bei 14 gezeigt, um einen Drahtkern herumgelegt sind.
Gemäß der Erfindung kann das Drahtseil mit einem Drahtstrang-, kern konstruiert werden. Im Falle eines Drahtstrangkerns wird der Drahtseilkern, der durch die Stränge 10 und 12 gebildet ist, durch einen einzigen Strang ersetzt, der aus einer Anzahl um den Drahtkern herumgelegter Drähte zusammengesetzt ist.
Der Drahtstrang oder unabhängige Drahtseilkern wird mit einem schweren viskosen Schmiermittel 16 geschmiert. Der Kern wird sodann durch einen Mantel 18 aus einem thermoplastischen Material wie Polypropylen oder irgendeinem anderen thermoplastischen Material mit guter Druckfestigkeit imprägniert und umgeben. Der Mantel 18 kapselt den Kern vollständig ein und füllt die Zwischenräume zwischen den Strängen des Kerns.
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Der Außendurchmesser des Mantels 18 übersteigt den Außendurchmesser des Kerns.
Fig, 2 zeigt den ummantelten Kern der Fig, 1, nachdem eine typische Anzahl Stränge 20 gemäß dem Verfahren einer Ausführungsform der Erfindung um ihn herumgewickelt worden ist. In diesem Falle sind sechs Stränge 20 vorhanden, jedoch können Stränge innerhalb eines weiten Zahlenbereichs zum Zusammenbau eines Seils benutzt werden, wie in der Technik hinreichend bekannt. Jeder Strang 20 besteht aus einer Anzahl einzelner Drähte 22, die um einen einzelnen Drahtkern Zk herumgewickelt sind. Da jeder dieser Stränge 20 im wesentlichen identisch ist mit den anderen Strängen 20, ist nur einer im einzelnen gezeigt worden. Die Anzahl der Drähte 22 und Zk in jedem Strang 20 ist wiederum mit 19 dargestellt worden, jedoch können Drähte innerhalb eines weiten Zahlenbereichs benutzt werden, wie in der Technik hinreichend bekannt. Die Stränge 20 können auch mit einem schweren viskosen Schmiermittel 25 geschmiert werden.
Gemäß dem Verfahren einer Ausführungsform der Erfindung werden die Drahtsträrge 20 spiralförmig um den Mantel 18 des Kerns herumgelegt, wie in Fig, 2 gezeigt. Der Einbau wird sodann einem Kaltformverfahren unterworfen wie in der Technik bekannt, wie beispielsweise einer Tiälzverdichtung oder Stauchung, um den Durchmesser des Seils zu reduzieren. Das Kaltformverfahren verursacht ein radiales Hineindrücken der Stränge 20 nach
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innen in den Mantel 18 hinein und verursacht einen Kaltfluß des thermoplastischen Materials des Mantels 18 nach außen zum Füllen der Zwischenräume zwischen dem Kern und den Strängen 20 und zwischen den Strängen 20.
Fig. 3 zeigt das fertige Seil nach Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens zur Reduzierung des Durchmessers. Die Drähte oder Stränge 10 und 12 des Kerns sind der Einfachheit halber als massive Drähte dargestellt worden, es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß der Kern entweder ein Drahtstrang- oder ein unabhängiger Drahtseilkern sein kann, wie oben beschrieben. Da jeder der Stränge 20 im wesentlichen mit den anderen Strängen 20 identisch ist, ist nur einer im einzelnen gezeigt worden. Jeder Strang 20 besteht aus einer Anzahl einzelner Drähte 22, die um einen einzelnen Drahtkern " Zh herumgewickelt sind.
Die Kronendrähte des Seils sind durch die Kräfte, welche während des Verfahrens zur Reduzierung des Durchmessers auf sie ausgeübt wurden, leicht verformt worden, wie bei 26 gezeigt. Die Kronendrähte eines Seils oder eines Stranges sind die Drähte, welche gemeinsam den Außendurchmesser dee Seils oder Stranges begrenzen. Die verformte Oberfläche der Kronendrähte des Seils liegt nunmehr im wesentlichen in einer zylindrischen Oberfläche, welche den Außendurchmesser des Seils begrenzt. Jedoch behält der größere Teil jedes Stranges 20 im wesenblichen seine runde geometrische Form, Die Geometrie
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des Kerns und jedes seiner Drähte oder Stränge 10 und 12 bleibt gegenüber ihrer ursprünglichen Rundheit unverändert»
Die Stränge 20 sind in den Mantel 18 hineingedrückt, jedoch nicht in eine Berührung mit den Strängen oder Drähten 10 des Kerns hineingedrückt worden. Somit hält das thermoplastische Material des Mantels 18 die Stränge 20 von dem Kern auf Abstand, wie bei 28 gezeigt. Auch ist das thermoplastische Material des Mantels 18 radial nach außen zwischen die Stränge 20 geströmt und hält daher die Stränge 20 auf Abstand von anderen Strängen 20. Das thermoplastische Material kapselt auch den größeren Teil der Stränge 20 ein und strömt radial nach innen zwischen die Kronendrähte der Stränge 20 und setzt dadurch die Möglichkeit eines Entweichens des Schmiermittels 25 aus den Strängen 20 auf ein Minimum herab. Es ist außerdem bemerkenswert, daß " das thermoplastische Material des Mantels 18, welches radial nach außen zwischen die Stränge 20 geströmt ist, an einem Punkt von weniger als dem Außendurchinesser des Seils endet.
Das fertige Seil hat vorzugsweise einen Außendurchmesser von mehr als 0,985 (C + 2S) und weniger als 1,03 (C + 2S), wobei C der Außendurchinesser des Drahtkerns (nicht einschließlich des Mantels 18) und S der Außendurchmesser eines der Stränge 20 (vor der teilweisen Verformung durch das Verfahren zur Reduzierung des Durchmessers) ist.
Nach einer anderen Ausführungsform des Verfahrens dex- Erfindung wird der geschmierte, imprägnierte und ummantelte Kern
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entsprechend der Darstellung in Fig. 1 vorgewärmt, bevor die Stränge 20 spiralartig um den Kern herumgelegt werden. Unmittelbar nachdem die Stränge 20 um den Kern herumgelegt worden sind, wird der Einbau durch eine Formbacke von einem bestimmten Innendurchmesser geschlossen, um den Zusammenbau des Seils zu vollenden. Der Innendurchmesser der Formbacke muß geringer sein als (J + 2S), wo J der Außendurchmesser des Mantels und S der Außendurchmesser eines der Stränge ist. Sowie sich der Einbau durch die Formbacke hindurchbewegt, werden die Stränge 20 radial nach innen in den Mantel 18 hineingedrückt und dadurch das thermoplastische Material des Mantels 18 veranlaßt, radial nach außen zu fließen, um die Zwischenräume zwischen dem Kern und den Strängen 20 und zwischen den Strängen 20 zu füllen.
Fig. 4 zeigt ein fertiges Seil, das gemäß der zweiten Ausführungsform des Verfalirens der Erfindung erzeugt wurde. Die Drähte oder Stränge 10 und 12 des Kerns sind der Einfachheit halber wiederum als massive Drähte dargestellt, es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß der Kern entweder ein Drahtstrangoder ein unabhängiger Drahtseilkern gemäß der obigen Beschreibung sein kann. Da jeder der Stränge 20 mit den anderen Strängen 20 im wesentlichen identisch ist, ist nur einer im einzelnen gezeigt worden.
Das Drahtseil nach Fig. k unterscheidet sich von dem der Fig. 3 lediglich darin, daß die Kronendrähte der Stränge 20 nicht verformt sind. Dies ist darauf zurückzuführen, daß
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die erforderlichen Kräfte zur Bewegung der Stränge 20 radial nach innen in den erwärmten Mantel 18 hinein sehr viel geringer sind als diejenigen, die zur Erzeugung des Seils nach Fig. 3 erforderlich waren. Daher behalten bei dem Drahtseil nach Fig. 4 der Kern und die Stränge alle ihre ursprüngliche runde Form.
Das Drahtseil nach Fig. 4 ist - wie in Fig. 3 - geschlossen worden, so daß die Stränge 20 nicht die Stränge oder Drähte 10 des Kerns berühren. Somit hält das thermoplastische Material des Mantels 18 'die Stränge 20 mit Abstand von dem Kern, wie bei 28 gezeigt. Außerdem ist das thermoplastische Material des Mantels 18 radial nach außen zwischen die Stränge 20 geströmt und kapselt den größeren Teil der Stränge 20 ein und hält die Stränge 20 mit Abstand von anderen Strängen 20. Es ist auch bemerkenswert, daß das thermoplastische Material des Mantels 18, welches radial nach außen zwischen die Stränge 20 geströmt ist, an einem Punkt von weniger als dem Außendurchmesser des Seils endet.
Der Außendurchmesser des fertigen Seils wird bestimmt durch den Innendurchmesser der Formbacke, durch welche das Seil geschlossen wurde. Vorzugsweise hat die Formbacke einen Innendurchmesser von mehr als 0,985 (C + 2S) und weniger als 1,03 (C + 2S), wo C der Außendurchmesser des Drahtkerns (nicht einschließlich des Mantels 18) und S der Außendurchmesser eines der Stränge 20 ist. Es ist möglich, daß ein Drahtseil
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einen Außendurclimesser hat, der geringer ist als der Durchmesser des Kerns plus zwei Strangdurchmessern, und zwar infolge eines Phänomens, das als "Nestbildung" bekannt ist. Dieser Nestbildungsfaktor ist das Ergebnis geringer Veränderungen in der Geometrie des Kerns und der Stränge beim Herumwickeln der Stränge um den Kern und verschiedener anderer Gründe, die Fachleuten auf dem Gebiet der Drahtseiltechnik hinreichend bekannt sind.
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e e r s e i t e

Claims (1)

1. Verfahren zur Herstellung eines Drahtseils, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Schmieren eines Drahtkerns, Imprägnieren des Kerns mit einem thermoplastischen Material zum Zurückhalten des Schmiermittels in dem Kern, wobei dies thermoplastische Material einen Mantel um den Kern herum bildet, dessen Außendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Kerns, Bilden einer Anzahl Stränge um den Mantel herum, sowie Hineindrücken der Stränge radial nach innen in den Mantel hinein und dadurch Heratisdi-ücken
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ORIGINAL INSPECTED
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des thermoplastischen Materials radial nach außen in die Zwischenräume zwischen dem Kern und den Strängen hinein und zwischen die benachbarten Stränge, wobei das thermoplastische Material bis zu einem Punkt innerhalb des Außendurchmessersdes Seils nach außen fließt und einen Abstand zwischen den Strängen und dem Kern sowie zwischen benachbarten Strängen bildet, um die Stränge in einer vorgegebenen Beziehung zu dem Kern und zueinander zu halten·
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel vor der Bildung der Stränge um den Mantel herum e rwärin t wi rd.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stränge dadurch in den erwärmten Mantel hineingedrückt werden, daß man das Seil durch eine Formbacke mit einem Innendurchmesser von weniger als (j + 2S) hindurchzieht, wobei J der Außendurchmesser des Mantels und S der Außendurchmesser eines der Stränge ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Formbacke größer ist als 0,985 (C + 2S) und geringer als 1,03 (C + 2S), wobei C der Außendurchraesser des Drahtkerns ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stränge durch Kaltverformen in den Mantel hineingedruckt
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werden, wodurch das Kunststoffmaterial zu einem Kaltfluß radial nach außen in die Zwischenräume zwischen dem Kern und die Stränge hinein veranlaßt wird.
6, Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Seil auf einen Außendurchmesser von mehr als 0,985 (C + 2S) und weniger als 1,03 (C + 2S) kaltverformt wird, wobei C der Außendurchmesser des Drahtkerns und S der Außendurchmesser eines der Stränge ist.
7· Drahtseil, gekennzeichnet durch einen geschmierten Drahtkern, eine Anzahl Drahtstränge, die um den Kern herumgelegt sind, um ein Drahtseil von vorgegebenem Außendurchmesser zu bilden, sowie ein thermoplastisches Material, welches die Zwischenräume zwischen dem Kern und den Strängen und zwischen benachbarten Strängen füllt und einen Abstand zwischen den Strängen und dem Kern sowie zwischen benachbarten Strängen bildet, um die Stränge in einer vorgegebenen Beziehung zu dem Kern und zueinander zu halten, wobei dies thermoplastische Material sich bis zu einem Punkt innerhalb des Außendurchmessers des Seils radial nach außen erstreckt.
8, Drahtseil nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Kern ein Drahtstrangkern ist«
9. Drahtseil nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Kern ein unabhängiger Drahtseilkern ist.
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10. Drahtseil nach Anspruch 7ι dadurch gekennzeichnet, daß die Stränge unter Kraftanwendung in den Kern eingebettet worden sind und Kronendrälite aufweisen, die auf dem vorgegebenen Außendurchmesser des Seils liegen.
11. Drahtseil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser größer ist als 0,985 (C + 2S) und geringer als 1,03 (C + 2S), wobei C der Außendurchmesser des Kerns und S der Außendurchmesser eines der Stränge ist.
12. Drahtseil, gekennzeichnet durch einen geschmierten Drahtkern, dessen Drähte einen im wesentlichen runden Querschnitt haben, eine Anzahl Stränge, die um den Kern herumgelegt sind, von denen jeder einen allgemein runden Querschnitt hat und die Kronendrähte aufweisen, welche so verformbar sind, daß sie auf dem Außendurchmesser des Seils liegen, sowie ein thermoplastisches Material, welches die Zwischenräume zwischen dem Kern und den Strängen und zwischen benachbarten Strängen füllt, um die Stränge in einer vorgegebenen Beziehung zu dem Kern und zueinander zu halten, und sich zu einem Punkt radial weniger auswärts als der Außendurclimesser des Seils erstreckt.
13· Drahtseil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern ein Drahtstrangkern ist.
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"ih. Drahtseil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern ein unabhängiger Drahtseilkern ist.
15· Drahtseil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser größer als 0,985 (C + 2S) und weniger als 1,03 (C + 2S) ist, wobei C der Außendurchmesser des Kerns und S der Außendurchmesser eines der Stränge ist.
16. Drahtseil, gekennzeichnet durch einen Drahtkern, welcher ein Schmiermittel enthält und von einem allgemein zylindrischen Kunststoffmantel von größerem Außendurchmesser als dem des Drahtkerns eingekapselt ist, sowie eine Anzahl Stränge, die um den Kunststoffmantel herumgelegt und darin eingebettet sind, um ein Drahtseil von einem vorgegebenen Außendurchmesser zu bilden, wobei der Kunststoffmantel einen Abstand zwischen den Strängen und dem Kern und zwischen benachbarten Strängen bildet, um die Stränge in einer vorgegebenen Beziehung zu dem Kern und zueinander zu halten, und wobei der Außendurchmesser des Mantels zwischen den Strängen liegt und von den Drahtkern nach außen und von dem Außendurchmesser des Drahtseils nach innen verschoben wird.
17. Drahtseil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern ein Drahtstrangkern ist.
18. Drahtseil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß
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der Kern ein unabhängiger Drahtseilkern ist«
19· Verfahren zur Herstellung eines Drahtseils, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Schmieren eines Drahtkerns, Imprägnieren des Kerns mit einem thermoplastischen Material zur Bildung eines allgemein zylinderförmigen Kunststoffmancels um den Kern mit einem größeren Außendurchmesser als dem des Kerns, Herumlegen einer Anzahl Stränge um den Mantel und Hineindrücken der Stränge radial nach innen in den Mantel hinein zur Bildung eines Seils von einem vorgegebenen Außendurchmesser, wodurch eine fließende Verdrängung des thermoplastischen Materials des Mantels nach außen zwischen die Stränge bis zu einem Punkt innerhalb des vorgegebenen Außendurchmessers des Seils verursacht wird und der Mantel eine vorgegebene Beziehung zwischen dem Kern und den Strängen aufrechterhält.
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