DE3215638C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Stahlseil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solches Stahlseil ist beispielsweise durch die DE 30 14 190 A1 bekannt. Die Drahtgruppen sind miteinander verdrillt und bilden Schraubenlinien mit der gleichen Ganghöhe und praktisch der gleichen Form. Drähte werden hierin als eine "Gruppe" bildend bezeichnet, wenn sie ein Drahtbündel formen, in dem die miteinander verdrillten Drähte eine gewisse Windungshöhe, auch Schlaglänge genannt, haben. Wenn die Schlaglänge unendlich ist, besteht die Drahtgruppe aus parallelen Drähten, die nicht miteinander verdrillt sind.

Der Begriff einer Struktur aus zwei "äquivalenten" Drahtgruppen steht im Gegensatz zu einer Struktur, die aus einer die Seele bildenden Drahtgruppe und einer umschlingenden Drahtgruppe mit wesentlich weniger Drähten als in der Gruppe der Seele besteht. In letzterem Fall hat, wenn beide Gruppen einfach miteinander verseilt werden, ohne daß die Drahtgruppe der Seele vor dem Verseilen vordeformiert wird, die Seele eine sehr viel gestrecktere Form als die Manteldrähte, die um die Seele gewunden sind, statt daß beide Gruppen miteinander zu einer praktisch gleichen Schraubenform verseilt sind. Die Gruppe der Manteldrähte trägt nicht zur Zugfestigkeit bei, und es müssen speziel­ le Deformationsmaßnahmen für die Drahtgruppe der Seele getroffen werden, wenn dies geändert werden soll. Bei Seilen, die aus zwei Drahtgruppen mit ausreichend ähnli­ cher Drahtanzahl oder ähnlichem Stahlquerschnitt in je­ der Gruppe bestehen, ist dies nicht der Fall und es ent­ stehen daraus keine Probleme. Solche Gruppen werden durch die einfache Tatsache des Verdrehens zu Schraubenlinien der gleichen Ganghöhe und praktisch der gleichen Form de­ formiert und jede Gruppe trägt zur Zugfestigkeit in prak­ tisch gleicher Weise bei. Seile, die aus zwei oder mehr solchen äquivalenten Drahtgruppen bestehen, sind bereits bekannt und das Seil, auf das sich die Erfindung bezieht, besteht aus zwei solchen Gruppen.

Zur Eignung für eine Verstärkung eines Elastomermaterials liegen die Drahtdurchmesser zwischen 0,10 mm und 0,40 mm und die Schlaglänge der miteinander verseilten Drahtgrup­ pen liegt im Bereich zwischen 3 mm und 25 mm. Diese Dräh­ te werden dann vorzugsweise mit einer Schicht für die Ad­ häsion an Gummi bedeckt, beispielsweise einem Messingbe­ lag.

Bei dem obengenannten, gattungsbildenden Stahlseil nach der DE 30 14 190A1 sind zwei jeweils aus zwei Drähten bestehende Drahtgruppen miteinander mit einer bestimmten Schlaglänge verseilt. Innerhalb jeder der beiden Drahtgruppen verlaufen die Drähte parallel zueinander, so daß also beide Drahtgruppen jeweils in sich eine von der Schlaglänge der miteinander ver­ seilten Drahtgruppen abweichende Schlaglänge, nämlich eine Schlaglänge Null, aufweisen. Das so gebildete Seil weist an zwei Stellen innerhalb einer Schlaglänge einen Querschnitt auf, in dem alle vier Einzeldrähte in einer Ebene liegen; auf diese Weise ergibt sich ein wenig kompaktes Gesamtseil.

Durch die BE-PS 6 55 590 ist ein Stahlseil zum Verstärken von Elastomermaterial bekannt, bei dem eine Gruppe von zueinander parallelen und somit die Schlaglänge Null aufweisenden Stahl­ einzeldrähten den Kern eines Stahlseiles bildet und die Einzeldrähte des Kernes durch eine Gruppe von metallischen oder nicht metallischen Drähten zusammengehalten werden, die außen um das Bündel von parallelen Drähten herumgewunden sind. Die beiden Drahtgruppen (Kern- und Umwicklungsdrähte) sind damit einander nicht "äquivalent", da zum Aufnehmen der Zug­ kräfte nur die Kerndrahtgruppe dient, während die Umwicklungs­ drahtgruppe nur zum Zusammenhalten der Kerndrahtgruppe dient. Der genannten BE-PS kann zwar ein Hinweis darauf entnommen werden, daß für eine Gruppe paralleler Drähte der Vorteil einer besseren Durchdringung mit dem sie umgebenden Gummi besteht. Das dort dargestellte Seil weist jedoch keine der in den Patentansprüchen beanspruchten Merkmale auf.

Für ein aus zwei oder mehr äquivalenten Draht­ gruppen bestehendes Stahlseil ist auch bereits vorgeschla­ gen worden, Gruppen paralleler Drähte zu verwenden, weil unter anderen Gründen die Verseileinrichtung für die Dräh­ te zu einer Gruppe entfallen kann, siehe z. B. die LU-PS 65 321 und die FR-PS 24 53 933.

Schließlich ist durch die DE 26 19 086 C2 ein Verstärkungsseil für Elastomererzeugnisse bekannt, bei dem eine Drahtgruppe von zueinander parallelen Kerndrähten von Umwicklungsdrähten zusammengehalten wird. Auch hier sind mithin nicht zwei ein­ ander äquivalente Drahtgruppen vorhanden, da die letztgenannten Umwicklungsdrähte nur dem Zusammenhalten der Kerndrähte dienen, nicht aber zum Aufnehmen einer Zugbelastung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stahlseil zur Verstärkung von Elastomermaterial anzugeben, das eine gute Durchdringung mit dem Elastomermaterial erlaubt, aber auch kompakt in der Form und kostengünstig in der Herstellung ist. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

In dem Seil, auf das sich die Erfindung bezieht, hat eine Drahtgruppe eine große Schlaglänge, z. B. wenigstens 300 mm, so daß sie ein Bün­ del paralleler Drähte oder nahezu paralleler Drähte bildet, um aus den bekannten Vorzügen Nutzen zu ziehen. Die Schlaglänge der Drähte in dieser Gruppe unterscheidet sich demzufolge von der Schlaglänge der Schrau­ benlinien, zu denen die Gruppen selbst miteinander ver­ seilt sind.

Das erfindungsgemäße Seil ist jedoch dadurch gekennzeich­ net, daß der Schlag der zweiten Gruppe die gleiche Rich­ tung und die gleiche Länge hat wie die Ganghöhe der Schraubenlinien.

Ein Seil nach der Erfindung kann bei seiner Herstellung ebenfalls auf eine spezielle Verseileinrichtung, um der zweiten Drahtgruppe ihren Schlag zu erteilen, verzichten, und es erfüllt in einer besseren Weise als bisher die Erforder­ nisse der Kompaktheit und guten Durchdringung mit Gummi. Es stellt eine Alternative für vorhandene Seilkonstruktio­ nen zur Verwendung in Fahrzeugreifen, Druckschläuchen, Förderbändern und Transmissionsriemen dar. Bevorzugte Konstruktionen sind zwei Gruppen mit gleicher Anzahl von Drähten: 2+2, 3+3, 4+4, vorzugsweise mit gleichem Durchmesser. In dieser 2+2-Version sind die Seile spe­ ziell für den Verstärkungsgürtel von Fahrzeugreifen ge­ eignet.

Die Schlaglänge der ersten Gruppe ist vorzugsweise unend­ lich, so daß diese Gruppe ein Bündel paralleler Drähte bildet.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Seils und eines Beispiels zur Herstel­ lung eines solchen Seils anhand der beigefügten Zeichnun­ gen. Darin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Herstellen des erfindungsgemäßen Seils;

Fig. 2 ein mit der Vorrichtung der Fig. 1 hergestelltes Seil;

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Vorrichtung, um auf ein­ fache Weise die erste Seilgruppe mit einer großen Schlaglänge zu versehen.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Verseilmaschine zeigt folgende, in der gleichen Richtung und mit der glei­ chen Winkelgeschwindigkeit um die Achse AA rotierende Teile: Leitrollen 5 und 14 an der Eingangsseite der Ma­ schine und Leitrollen 8 und 17 an der Ausgangsseite, so­ wie rotierende Litzenführungen 6 und 15 zwischen Eingangs- und Ausgangsseite. Im Inneren der Maschine sind, wie in der Technik der Stahlseilherstellung bekannt, folgende Teile in einem Gestell, so daß sie sich nicht drehen und immer die gleiche Lage zu den festen Teilen der Maschine beibehalten, angebracht: Einige, im vorliegenden Fall zwei, Spulenhalter (nicht dargestellt) mit ihren zugehörigen Spulen 20, eine Führungsplatte 10 mit Löchern 11 und ein Bündler 12. Außerhalb der rotierenden Teile weist die Ma­ schine noch auf: An der Eingangsseite einige, im vorlie­ genden Fall zwei, Spulenhalter (nicht dargestellt) mit ihren zugehörigen Spulen 2, die um ihre eigene Achse dreh­ bar sind, eine Führungsplatte 4 mit Löchern 3 und an der Ausgangsseite eine Aufwickeltrommel 18, die sich in Rich­ tung des Pfeils 19 dreht.

Im Betrieb ist die Drehrichtung der rotierenden Teile ge­ gen den Uhrzeigersinn, wenn man von der Eingangsseite zur Ausgangsseite blickt. Zwei Drähte 1, die die erste Draht­ gruppe in dem fertigen Seil bilden sollen, werden von den Spulen 2 abgewickelt, laufen durch die Führungsplatte 4 und werden weiter über die Leitrolle 5 und die rotieren­ de Litzenführung 6 zu der Leitrolle 8 gelenkt. In dem Abschnitt zwischen der Führungsplatte 4 und der Leitrolle 8 werden diese Drähte im S-Sinn zu einer Litze 7 zusam­ mengedreht, die die doppelte Schlaglänge hat, wie die Gruppen, wenn sie zu dem fertigen Seil verseilt werden. Auf der Leitrolle 8 wird die Laufrichtung dieser Litze umgekehrt und sie läuft nun in Übereinstimmung mit der Rotationsachse AA, aber vom Austritt zum Eintritt durch ein Loch in der Führungsplatte 10 und weiter durch den Bündler 12 zu der Leitrolle 14. Im Bündler empfängt die­ se Litze 9 zwei weitere Drähte 13, die die zweite Gruppe in dem fertigen Seil bilden sollen. Diese Drähte werden von den Spulen 20 abgewickelt, durch ein entsprechendes Loch in der Führungsplatte 10 zum Bündler geführt und laufen dann zusammen mit der Litze 9 zu der Leitrolle 14, wo die Laufrichtung wieder umgekehrt wird.

In dem Abschnitt zwischen den Leitrollen 8 und 14 kann die Litze 9 eine weitere Drillung erfahren bis maximal zu der gleichen Drillung, die ihr im ersten Abschnitt gegeben worden ist, und zwar zwischen der Leitrolle 8 und dem Bündler 12, aber diese Drillung wird unmittelbar neutralisiert durch die gleiche Drillung im umgekehrten Sinn zwischen dem Bündler 12 und der Leitrolle 14. Eine solche maximale Drillung wird tatsächlich erteilt, wenn der Bündler 12 keine axiale Drehung des Bündels um seine eigene Achse erlaubt. Diese Litze hat demzufolge im Seil beim Verlassen der Leitrolle 14 noch eine Drillung im S-Sinn mit der gleichen doppelten Schlaglänge wie die Litze 7. Die Drähte 13, die in dem Bündler 12 zu dieser Litze vereinigt worden sind, haben jedoch eine Drillung umeinander erfahren mit der gleichen doppelten Schlaglän­ ge, aber in der umgekehrten Richtung, d.i. im Z-Sinn. Die einzelnen Drähte erleiden also eine Torsion.

Das Seil, das beim Verlassen der Leitrolle 14 ein Seil aus zwei Drähten im S-Sinn und zwei Drähten im Z-Sinn ist, wird weiter über die rotierende Litzenführung 15 und die Leitrolle 17 zur Aufwickeltrommel 18 geleitet. In diesem Abschnitt wird die S-Litze, bestehend aus von den Spulen 2 herkommenden Drähten, zu einem Bündel zweier paralleler Drähte aufgedreht und die Z-Litze, bestehend aus den von den Spulen 20 herkommenden Drähten, wird weiter verdrillt zu der gleichen Schlaglänge wie diejenige, mit der das Bündel paralleler Drähte und die Z-Litze miteinander ver­ drillt werden. Die einzelnen Drähte dieser Z-Litze erfah­ ren außerdem eine weitere Torsion und erhalten so eine bleibende Torsionsverformung. Die Geräte zum Geradrichten und Schließen des fertigen Seils, die gewöhnlich vor der Aufwickeltrommel verwendet werden, sind in dieser Figur nicht gezeigt, weil sie dem Fachmann bekannt sind.

Nach Wunsch können die Führungsplatten 4 und 10 so kon­ struiert und bezüglich der Leitrolle 5 bzw. dem Bündler 12 so angebracht werden, daß vor dem Bündeln eine Defor­ mation stattfindet.

Das mit dieser Maschine hergestellte Seil ist in Fig. 2 gezeigt. Es umfaßt eine erste Gruppe von zwei Drähten 31 und eine zweite Gruppe von zwei Drähten 32. Beide Grup­ pen sind miteinander zu Schraubenlinien verdrillt mit einer Ganghöhe oder Schlaglänge p. Fig. 2 zeigt eine Sei­ tenansicht und vier Querschnitte, jeweils in einem Ab­ stand von 1/4 Schlaglänge. Die Drähte 31 in der ersten Gruppe sind nicht miteinander verdreht, weil in dem oben erläuterten Prozeß die ursprünglich aufgeprägte Drillung durch eine spätere Drillung im entgegengesetzten Sinn aufgehoben wird. Die Drähte 32 der zweiten Gruppe dage­ gen zeigen eine Verdrillung miteinander in der gleichen Richtung und mit der gleichen Schlaglänge p.

Die Drähte der ersten Gruppe müssen nicht unbedingt par­ allel zueinander laufen und die Schlaglänge unendlich haben. Die Durchdringung mit Gummi ist auch noch für gro­ ße Schlaglängen gut und das Seil kann in einfacher Weise mit der gleichen Ausrüstung wie in Fig. 1 hergestellt wer­ den, wobei jedoch die Maschine an der Eingangsseite nicht mit zwei parallelen unverdrillten Drähten 1 beliefert wird, sondern mit einer Litze von Drähten, beispielsweise zwei Drähten, die eine sehr große Schlaglänge p hat.

Eine solche Litze kann mit einer Vorrichtung gemäß Fig. 3 geformt werden, die eine Seitenansicht einer Maschine zum Ziehen dreier Drähte 25, jeweils von einer Spule 28, zeigt, wobei die Spulen koaxial auf der gleichen vertikalen Achse 21 angebracht sind, die ihrerseits in einem Lager 22 ruht, das in dem Fundament 23 befestigt ist.

Ein Arm 24, der um die Achse 21 drehbar ist, zieht beim Drehen um diese Achse die Drähte von den feststehenden Spulen 28 ab und bringt sie zu einem Bündel 30 zusammen, das koaxial mit der Achse 21 läuft. Bei jedem Umlauf des Arms 24 erfährt das Bündel 30 eine Torsion. In der Pra­ xis bedeutet dies eine sehr große Schlaglänge P für die­ ses Bündel 30 oder die Drahtgruppe, beispielsweise zwi­ schen 300 und 1000 mm. Diese Schlaglänge kann dadurch variiert werden, daß man die Spulen 28 um die Achse 21 sich drehen läßt. Die Drehung des Arms 24 kann im glei­ chen Sinn oder im entgegengesetzten Sinn erfolgen. Auf diese Weise ist die Schlaglänge der ersten Drahtgruppe relativ groß und der Schlag geht in der gleichen oder in der entgegengesetzten Richtung wie der Schlag der zweiten Drahtgruppe.

Claims (4)

1. Stahlseil zur Verstärkung von Elastomermaterial, das aus zwei äquivalenten, jeweils mindestens zwei Drähte umfassenden Drahtgruppen besteht, die als Drahtgruppen miteinander so verseilt sind, daß beide Drahtgruppen Schraubenlinien der gleichen Länge und der gleichen Form bilden, wobei die Schlaglänge der Drähte der ersten Drahtgruppe von der Schlag­ länge der verseilten Drahtgruppen abweicht und größer als 300 mm ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagrichtung der Drähte (13; 32) der zweiten Draht­ gruppe mit der Schlagrichtung der beiden Drahtgruppen über­ einstimmt und daß die Schlaglänge der Drähte (13; 32) der zweiten Drahtgruppe der Schlaglänge der beiden Drahtgruppen entspricht.

2. Stahlseil nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Anzahl der Drähte in der zweiten Gruppe gleich der Anzahl in der ersten Gruppe ist und von zwei bis vier reicht.

3. Stahlseil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlaglänge der er­ sten Gruppe unendlich ist, so daß ein Bündel paralleler Drähte gebildet ist.

4. Stahlseil nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jede Gruppe aus zwei Dräh­ ten besteht.