DE2853661C2 - Kunstfaserseil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kunstfaserseil aus aromatischem Polyamid, insbesondere Poly-p-phenylenterephthalamid, mit lagenförmig über einem Herzelement zum Seil geschlagenen Elementen.

Die aromatischen Polyamide, insbesondere das unter der Bezeichnung »Kevlar« bekanntgewordene Poly-pphenylenterephthalamid, besitzen im Vergleich zu anderen Kunststoffen einen außerordentlich hohen Elastizitätsmodul. Die elastische Dehnung beträgt nur das l,6fache derjenigen von Stahl, während sie bei anderen Polyamiden, z. B. Nylon, etwa das 25fache ausmacht. Damit kann dieser Werkstoff nicht nur als tragende Einlage in Stahlseilen, wie nach der DE-OS 08 904. oder in Kombination mit anderen Metallen.

wie mit Elektrokabeln von Tiefseeseilen, verwendet werden, sondern auch allein oder in Kombination mit anderen Kunststoffen, wie bei dem Kranseil nach der DE-AS 24 55 273.

Andere Kunststoffe können in Stahlseilen nicht mittragen. Sie dienen in diesen nur der Raumfüllung und der Polsterung zwischen den metallischen Drähten und Litzen, wie nach der DE-OS 22 31 968.

Die Kunstfaserseile auf der Basis aromatischer Polyamide sind, wie die aus Naturfasern hergestellten Textilseile auch, leicht und flexibel, stehen aber mit ihrer Festigkeit an der Seite der Drahtseile. In der DE-AS 24 55 273 sind neben der großen Reißlänge bzw. dem geringen Gewicht, der Flexibilität und der hohen

'5 Zugfestigkeit für das dort vorgeschlagene Seil ferner eine hohe Lebensdauer, insbesondere beim Lauf über kleine Seilrollen, und im Hinbl'ck auf die hohe Lebensdauer hohe Abriebfestigkeit und Biegewechselfestigkeit angegeben; zur Erhöhung der inneren Abriebfestigkeit beim Lauf über kleine Umlenkrollen sollen die Litzen oder Zwirne des Seils mit Kunststoff getränkt sein, beispielsweise mit Polyurethan.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lebensdauer eines Kunstfaserseils der eingangs bezeichneten Art weiter zu steigern.

Gemäß der Erfindung ist zu diesem Zweck vorgesehen, daß das Kunstfaserseil nach einer für Drahtseile bekannten Konstruktion eine Mehrzahl von Lagen aufweist, deren Elemente von Lage zu Lage parallel zueinander verlaufen.

Dieser Maßnahme liegen die Erkenntnis und die Vorstellung zugrunde, daß Kunstfaserseile aus aromatischen Polyamiden ungeachtet ihrer Faserstruktur nicht, wie bisher, nach Art der Textilseilerei und mit Überkreuzung der Litzen hergestellt werden sollten, sondern in der als spezielle Machart der Drahtseilerei bekannten Parallel-Machart, um das Material nur möglichst geringen Querpressungen auszusetzen. Der Parallellauf von übereinanderliegenden Litzen verschiedener Lagen schafft zwischen den Lagen Linienberührung und damit eine wesentlich geringere Flächenpressung als bei der Punktberührung, die sich bei der Überkreuzung der Litzen ergibt. Es ist bisher nicht gesehen oder jedenfalls übergangen worden, daß die Fasern aus aromatischen Polyamiden abweichend von den anderen Kunststoffasern sowie den Naturfasern gegen Querpressungen immerhin in einem Maße empfindlich sind, das die Lebensdauer herabsetzt, wenn es nicht berücksichtigt wird: Stränge aus aromatischen Polyamidfasern werden bisher nicht nur beim Verseilen überkreuzt, sondern sogar geflochten, was noch zu größerer Bruchempfindlichkeit führt.

Darüber hinaus stellen die aromatischen Polyamide für Seile in Parallel-Machart insofern eine besonders vorteilhafte Materialauswahl dar, als sie die bei Stahlseilen immer vorhandene Schwierigkeit des Dehnungsausgleichs zwischen parallel verseilten Litzenlagen aufgrund ihrer größeren Dehnung stark vermindern oder praktisch ganz entfallen lassen. Dies ermöglicht hier u. a. eine leichtere Schlaglängenanpassung von Litzen verschiedener Lagen derart, daß auch die Faserstränge aufeinanderliegender Litzenlagen sich nicht überschneiden.
Schließlich hat die Erfindung den vorteilhaften Aspekt, ein Seil ohne Schaden, d. h. ohne Schaffung von Schwachstellen durch Überschneidungen, in eine größere Zahl von Lagen aufteilen und dadurch die Seilelemente dünner machen zu können, so daß darin

die Monofile keinen so unterschiedlichen Zugbelastungen bei Biegung ausgesetzt sind. Die genannten Elemente des Seils werden in der Regel aus Faserbündeln geschlagene Litzen sein. Sie könnea aber auch selbst schon Seile sein oder nur vorzugsweise ummantelte Faserbündel, in denen die, immer in Form durchlaufender Monofile vorliegenden, Fasern geschlagen sind.

Sind die Elemente mehrlagige Litzen, so verlaufen darin die die Lagen bildenden Faserbündel vorzugsweise gleichfalls von Lage zu Lage parallel zueinander, d. h. es sind Parallelschlaglitzen.

Dafür gilt alles das noch einmal, was oben für die Parallel-Machart des Seils gesagt ist Der Vorteil der Kombination Material/Parallelschlag ist hier insofern noch wesentlich bedeutender, als in den Parallelschlaglitzen überhaupt keine Dehnungsanpassung der Lagen aneinander möglich ist, während man im Sei! durch verschiedene Schlaglängen der Litzen der verschiedenen Lagen noch gewisse Angleichungen vornehmen kann.

Auch die zu Litzen geschlagenen Faserbündel sind vorzugsweise selbst geschlagen, können aber auch ummantelte Bündel paralleler Fasern sein. Je nach den Umständen, vornehmlich mit dünnem Durchmesser, sind auch in sich verklebte Faserbündel möglich. Parallele Faserbündel sind jedoch insofern nachteilig, als drain die Monofile unterschiedlicheren Zugbelastungen aufgrund von Biegungen ausgesetzt sind. In geschlagenen Faserbündeln können die Monofile solche unterschiedlichen Zugbelastungen durch Längsverschiebung gegeneinander ausgleichen; sie sollten insofern nicht verklebt sein, jedenfalls nicht derart, daß die Beweglichkeit gegeneinander blockiert wird.

Sind die genannten Elemente selbst schon aus Litzen geschlagene Seile, so verlaufen vorzugsweise auch in deren Litzen, wenn sie mehrlagig sind, die Faserbündel von Lage zu Lage parallel zueinander. Sind die Litzen in dem Element in mehreren Lagen angeordnet, so gilt dafür sinngemäß das gleiche.

Um die Flächenpressung an den Berührungslinien noch weiter zu verringern, sind in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung die Faserbündel oder Litzen derart in sich locker geschlagen oder als Profile ausgebildet, daß die Elemente des Seils eine glattere Oberfläche aufweisen, als sie sich bei kreisrundem Querschnitt der die Elemente bildenden Faserbündel oder Litzen ergeben würde. Dadurch wird die erwähnte Linienberührung durchgehend, während im Falle der normalen, infolge der Rundung der Faserbündel bzw. Litzen geriffelten Oberfläche der Litzen bzw. Seile die Berührung zwischen den Elementen nur auf einer Punktlinie gegeben ist.

Die gewünschte glatte Oberfläche kann aber z. B. auch dadurch geschaffen werden, daß die Elemente eine »vorzugsweise aufextrudierte« Ummantelung mit einer glatten Oberfläche erhalten.

Die Faserstruktur des Materials erlaubt jedoch auch die oben bereits erwähnte einfache Maßnahme, die Faserbündel nur etwas locker zu schlagen. Bei etwas festerem Schlag der aus diesen Faserbündeln hergestellten Litzen passen sich die Faserbündel in den Litzen unter Verformung und Bildung eines weitgehend dichten Litzengefüges im Inneren einander an, und außen bildet sich eine ziemlich glatte Oberfläche. Sind die Faserbündel ummantelte Bündel paralleler Fasern, ergibt sich das alles ohnehin weitgehend von selbst

Man kann Faserbündel auch, wie Prufildrähte, z. B. durch Verklebung, als Profile ausbilden, die sich zu einer dichten Litze und/oder einer Litze mit glatter Oberfläche schlagen lassen.

Sind die Elemente des Seils selbst schon Seile, so gilt entsprechendes für die Litzen, aus denen diese Seile besiehen.

Sind auch die Elemente des Seils in sich locker geschlagen, so verbreitert sich die erwähnte Linienberührung zur Flächenberührung.

Schließlich können erfindungsgemäße Konstruktionen, vornehmlich solche von weniger kompliziertem Aufbau, mit allen ihren Vorteilen selbst wieder Element eines Seiles sein. Als Element eines Seils kommt vor allem die einfache Ausführung in Betracht, deren Elemente unmittelbar Faserbündel sind und die man auch als Litze ansehen kann, indem man das Faserbündel einem Draht gleichsetzt.

Die Zeichnung gibt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wieder.

Sie zeigt ein Kunstfaserseil in Parallel-Machart aus Parallelschlaglitzen.

Das Seil besteht aus einer Herziitze 1, einer inneren Litzenlage 10 von fünf Litzen 2 und fünf kleineren Monofilbündeln 3 und einer parallel mit der inneren Litzenlage 10 verseilten äußeren Litzenlage 20 von zehn gleichen Litzen 4.

Die Herzlitzen lsind einlagige Litzen 1+6. Die Litzen 2 sind zweilagige Parallelschlaglitzen 1+6 + 12. Die Monofilbündel 3 sind leicht geschlagene, parallele Monofilbündel. Die Litzen 4 sind zweilagige Parallelschlaglitzen (Seallitzen) 1+9 + 9.

Die Litzen 1,2 und 4 setzen sich aus Monofilbündeln aus Poly-p-phep.ylenterephthalamid zusammen, die in sich locker verdrillt sind. Bei der Verlitzung haben sich die vorher runden Monofilbündel mit ihren Querschnitten einander angepaßt. Im Inneren der Litzen schließen die Monofilbündel weitgehend ohne Zwischenräume aneinander. Die Außenseiten der äußeren Monofilbündel sind abgeflacht. Der Litzenumfang ist dadurch verhältnismäßig glatt und zeigt nur noch kleine Rillen 5 zwischen den einzelnen Monofilbündeln.

Die Monofile bestehen aus Poly-p-phenylenterephthalamid der Qualität »Kevlar 49«.

Die Dichte der Litzen wie auch die Parallel-Machart des Seils erhöhen den Materialquerschnitt und vermindern damit den Platzbedarf des Seils auf Winden usw.

Es können auch verschiedenartige Monofilbündel und Litzen miteinander kombiniert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Kunstfaserseil aus aromatischem Polyamid, insbesondere Poly-p-phenylenterephthalamid, mit lagenförmig über einem Herzelement zum Seil geschlagenen Elementen, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunstfaserseil nach einer für Drahtseile bekannten Konstruktion eine Mehrzahl von Lagen (10; 20) aufweist, deren Elemente (2; 4) von Lage (10) zu Lage (20) parallel zueinander verlaufen.

2. Kunstfaserseil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Elemente aus Faserbündeln geschlagene Litzen (2; 4) sind.

3. Kunstfaserseil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserbündel in den Litzen (2; 4) in einer Mehrzahl von Lagen angeordnet sind und gleichfalls von Lage zu Lage parallel zueinander verlaufen.

4. Kunstfaserseil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zu Litzen (2; 4) geschlagenen Faserbündel selbst geschlagen sind.

5. Kunstfaserseil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zu Litzen geschlagenen Faserbündel ummantelt oder in sich verklebt sind.

6. Kunstfaserseil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Elemente aus Litzen geschlagene Seile sind.

7. Kunstfaserseil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Litzen die Faserbündel in einer Mehrzahl von Lagen angeordnet sind und gleichfalls von Lage zu Lage parallel zueinander verlaufen.

8. Kunstfaserseil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Elemente geschlagene und/oder ummantelte Faserbündel sind.

9. Kunstfaserseil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserbündel oder Litzen derart in sich locker geschlagen oder als Profile ausgebildet sind, daß die Elemente (2; 4) eine glattere Oberfläche aufweisen als sie sich bei kreisrundem Querschnitt der die Elemente (2; 4) bildenden Faserbündel oder Litzen ergeben würde.

10. Kunstfaserseil nach einem der Ansprüche 1 bis

9, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente eine aufextrudierte Ummantelung mit einer glatten Oberfläche aufweisen.

11. Kunstfaserseil nach einem der Ansprüche 1 bis

10, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente in sich locker geschlagen sind.