DE4035814A1

DE4035814A1 - Seil, insbesondere reckarmes faserseil

Info

Publication number: DE4035814A1
Application number: DE19904035814
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: TECHTEX BREMEN GmbH
Current assignee: TECHTEX BREMEN GmbH
Priority date: 1990-11-10
Filing date: 1990-11-10
Publication date: 1992-05-14

Description

Die Erfindung betrifft ein Seil, insbesondere ein reckarmes Faserseil, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Für viele Anwendungsbereiche werden reckarme Faserseile ge fordert, weil die für übliche Seile typische Dehnung, die proportional mit der Belastung des Seiles zunimmt, uner wünscht ist. Beispielsweise ist es erforderlich, Fallen auf Segelbooten und -yachten aus Faserseilen herzustellen, die unter Last eine kaum größere Dehnung als Drahtseile auf weisen.

Bekannte dehnungsarme Faserseile verfügen über einen Kern aus einem unter Last nur sehr gering sich dehnenden Mate rial mit einem hohen Elastizitätsmodul. Umgeben ist aus Gründen des Schutzes und der besseren Handhabung der Kern jeweils mit einem geflochtenen Mantel, der aus normalen (Kunststoff-)Fasern mit einem relativ geringen Elastizi tätsmodul hergestellt ist. Der Mantel ist dadurch erheblich dehnbarer als der Kern.

Bevorzugte Materialen zur Bildung geringdehnender Fasern haben die Eigenart, daß die Fasern außen sehr glatt sind. Das hat zur Folge, daß der Mantel auf dem Kern rutscht. Werden diese bekannten Faserseile unter Last an Seilklemmen kraftschlüssig abgestoppt, rutscht der glatte Kern durch den von der Seilklemme außen gehaltenen Mantel mit der Folge, daß nicht der wenig dehnbare Kern trägt; vielmehr der demgegenüber wesentlich leichter dehnbare Mantel. Ein solches Faserseil verfügt demzufolge über eine große Dehnung, die mit denen normaler Faserseile ohne einen Kern aus reckarmem Material vergleichbar ist. Der reckarme Kern aus glatten Materialien erfüllt bei dem bekannten Faserseil also zumindest dann nicht die ihm zugedachte Funktion, wenn das Faserseil von kraftschlüssigen Seilklemmen gehalten wird.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung das Problem zugrunde, ein insbesondere reckarmes Faserseil zu schaffen, bei dem ein Verrutschen des geringdehnenden Kerns im Mantel zumin dest reduziert ist.

Zur Lösung dieses Problems weist das erfindungsgemäße Seil die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Die Herstellung des Mantels aus einer Mischung geringdehnender und normaldehnen der Fasern führt überraschenderweise dazu, daß der Mantel auf dem Kern gar nicht oder nur geringfügig verrutscht, und zwar auch dann, wenn das Seil mit Seilklemmen kraftschlüs sig festgeklemmt wird. Dabei bleibt die Griffigkeit und Ab riebfestigkeit des Faserseiles durch die Verwendung normal dehnender Fasern mit einer weniger glatten und recht abrieb festen Oberfläche im Vergleich zu den geringdehnenden Fasern nahezu vollständig erhalten. Das gilt vor allem dann, wenn dem Mantel nur 10 bis 40%, insbesondere 17% bis 25%, geringdehnender Fasern zugemischt wird. Die griffigen normaldehnenden Fasern überwiegen dann, wodurch hinsichtlich der Handhabung des Faserseiles sich keine Einbußen ergeben. Der genannte Anteil an geringdehnenden Fasern im Mantel reicht aus, um das Dehnverhalten des Mantels so weit herunterzusetzen, daß der Kern aus vorzugs weise ausschließlich geringdehnenden Fasern nicht mehr im Mantel rutscht. Es hat sich gezeigt, daß dieses bereits erreicht wird, wenn das Dehnverhalten des Mantels annähernd dem Dehnverhalten des Kerns angepaßt ist. Es ist demnach nicht erforderlich (aber gleichwohl denkbar), daß der Mantel und Kern eine gleiche geringe Dehnung unter Be lastung zeigen.

Beim insbesondere geflochtenen Mantel des Faserseiles kann in unterschiedlicher Weise eine Vermischung der gering dehnenden und normaldehnenden Fasern erfolgen. So können unterschiedliche Flechtteile zur Bildung des Mantels zum einen vollständig aus geringdehnenden Fasern und zum anderen aus normaldehnenden Fasern gebildet sein. Alter nativ können die Flechtteile, und zwar insbesondere alle Flechtteile, bereits aus unterschiedlichen Fasern gebildet sein. jedes Flechtteil setzt sich dann aus Garnen bzw. Zwirnen zusammen, die sowohl aus geringdehnenden als auch aus normaldehnenden Fasern gebildet sind. Schließlich ist es auch denkbar, die aus ungedrehten oder gedrehten Fasern gebildeten Garne oder Zwirne aus Fasern unterschiedlicher Materialien, nämlich sowohl geringdehnender als auch normal dehnender Materialien, herzustellen. In diesem Falle be stehen bereits die Garne oder Zwirne aus einem Gemisch ver schiedenartiger Fasern. Bei einem solchen Aufbau des Faser seiles verfügt der Mantel über eine sehr feine Verteilung sowohl geringdehnender als auch normaldehnender Fasern. Ein solcher Mantel verfügt über ein relativ gleichmäßiges (re duziertes) Dehnverhalten, wobei eine gute Griffigkeit und ein geringer Abrieb des Mantels trotz der beigemischten geringdehnenden Fasern erhalten bleibt. Die Handhabbarkeit und die Lebensdauer des erfindungsgemäßen Faserseiles sind da trotz der Beimischung glatter geringdehnender Fasern mit konventionellen Faserseilen vergleichbar, bei denen der Mantel ausschließlich aus gut greifbaren und abriebfesten normaldehnenden Fasern gebildet ist.

Der Kern kann beim erfindungsgemäßen Faserseil über einen Aufbau verfügen, wie er bei bekannten Faserseilen mit einem Kern aus ausschließlich geringdehnenden Fasern üblich ist. Dabei ist es auch denkbar, den Kern mit normaldehnenden Fasern zu vermischen, damit dieser ein weniger glattes Äußeres erhält.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Faserseiles wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 einen vereinfachten Querschnitt durch das Faser seil,

Fig. 2 eine äußere Seitenansicht des Faserseiles, und

Fig. 3 eine stark vergrößerte Einzelheit III aus der Fig. 2.

Beim hier gezeigten Seil handelt es sich um ein reckarmes Faserseil 10, wie es beispielsweise zur Bildung von Fallen auf Segelbooten bzw. -yachten eingesetzt wird. Das Faser seil 10 setzt sich zusammen aus einem inneren Kern 11 und einem diesen vollständig umschließenden Mantel 12. Sowohl der Kern 11 als auch der Mantel 12 sind aus einer Vielzahl dünner Fasern gebildet, die zu verschiedenen Baugruppen des Faserseiles 10 zusammengefaßt sind. Aus Gründen der Über sichtlichkeit und der einfacheren Darstellbarkeit sind im Querschnitt gemäß der Fig. 1 die einzelnen Fasern bzw. Bau teile des Faserseiles 10 nicht dargestellt.

Der Kern 11 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ausschließ lich aus geringdehnenden Fasern gebildet. Hierbei handelt es sich um sogenannte Hochmodulfasern mit einem hohen Elastizitätsmodul von etwa 87 GPa. Diese Fasern sind aus einem hochfesten Polyäthylen gebildet, das unter dem Handelsnamen Dyneema bekannt ist. Die Besonderheit dieser Fasern besteht darin, daß sie über eine relativ glatte Ober fläche verfügen.

Aufgebaut ist der Kern 11 in an sich bekannter Weise. Er setzt sich aus einem Bündel nicht im einzelnen darge stellter Garne zusammen, die wiederum aus einer Vielzahl unverdrehter oder verdrehter Fasern mit einem hohen Elastizitätsmodul gebildet sind. Die geringdehnenden Fasern können im Bündel parallel zueinander verlaufen, verflochten oder zu Litzen geformt sein.

Wegen der glatten Oberfläche der zur Bildung des Kerns 11 verwendeten geringdehnenden Fasern ist der Mantel 12 des erfindungsgemäßen Faserseiles 10 in besonderer Weise ausge bildet. Der Kern besteht nämlich aus einer Mischung aus niedrigdehnenden (reckarmen) Fasern 16 einerseits und normaldehnenden Fasern 17 andererseits. Die reckarmen Fasern 16 des Mantels 12 sind aus dem gleichen Material gebildet, aus dem auch die Fasern des Kerns 11 bestehen, also hochfeste Polyäthylen-Fasern mit dem Handelsnamen Dyneema. Die normaldehnenden Fasern 17 des Mantels 12 können aus an sich bekannten Seilmaterialien bestehen, und zwar Polyester, Polyamid, Polypropylen oder dergleichen. Diese Fasern 17 verfügen im Vergleich zu den gering dehnenden Fasern 16 über einen sehr viel geringeren Elasti zitätsmodul zwischen 6 und 14 GPa. Alternativ ist es denk bar, die niedrigdehnenden Fasern des Mantels 12 aus anderen geringdehnenden Materialen zu bilden, beispielsweise Aramid fasern, wie sie unter der Handelsbezeichnung Kevlar bekannt sind.

Der Mantel 12 des Faserseiles 10 ist geflochten. Das Ge flecht des Mantels 12 setzt sich zusammen aus mehreren Flechtteilen 14, die gemäß der Darstellung in der Fig. 2 untereinander verkreuzt sind. Jedes Flechtteil 14 verfügt beim hier gezeigten Faserseil 10 über drei nebeneinander liegende (gefachte) Garne 15. Alternativ können die Flecht teile 14 auch aus einer mehr oder weniger großen Anzahl von Garnen 15 gebildet sein. Jedes Garn 15 wiederum ist aus einer Vielzahl von Fasern 16, 17 gebildet. In der Fig. 3 sind der besseren Übersicht halber nur vier Fasern 16, 17 jedes Garns 15 dargestellt. Diese Fasern 16, 17 liegen hier wie die Garne 15 parallel nebeneinander. Tatsächlich besteht jedes Garn 15 aus einem Bündel mit einer Mehrzahl von Fasern 16, 17. Alternativ ist es auch denkbar, die Garne 15 aus verdrehten oder miteinander verflochtenen Fasern 16, 17 zu bilden.

Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, bereits die Garne 15 zur Bildung der Flechtteile 14 des Mantels 12 aus gemischten Fasern 16, 17, also geringdehnenden Fasern 16 und normaldehnenden Fasern 17, zu bilden. Aus der (verein fachten) Darstellung gemäß der Fig. 3 geht eine solche Ver teilung von aus unterschiedlichen Materialien gebildeter Fasern 16, 17 hervor. Hier ist drei normaldehnenden Fasern 17 eine geringdehnende Faser 16 zugeordnet. Der Anteil geringdehnender Fasern 16 am Gesamtanteil der Fasern 16 und 17 des Mantels 12 beträgt dann 25%. Nochmals sei erwähnt, daß die Garne 15 tatsächlich aus einem Mehrfachen der ge zeigten vier Fasern 16 und 17 sich zusammensetzen. Beispielsweise kann jedes Garn 15 aus dreißig normaldehnen den Fasern 17 und zehn geringdehnenden Fasern 16 gebildet sein. Aber auch nahezu beliebig (zahlenmäßig) andere Kombi nationen sind denkbar. Es sind dadurch nahezu beliebige Mischungsverhältnisse zwischen geringdehnenden Fasern 16 und normaldehnenden Fasern 17 den Anforderungen ent sprechend denkbar.

Der vorstehend beschriebene Aufbau des Mantels 12 führt zu einer relativ gleichmäßigen (feinen) Verteilung gering dehnender Fasern 16 einerseits und normaldehnender Fasern 17 andererseits. Abweichend hiervon ist es möglich, ganze Garne 15 aus Fasern 16 oder 17 gleichen Materials herzu stellen. Dann könnten die in der Fig. 3 gezeigten Flecht teile 14 aus jeweils drei Garnen 15 aus einem Garn 15 aus ausschließlich geringdehnenden Fasern 16 und zwei Garnen 15 aus ausschließlich normaldehnenden Fasern 17 bestehen. Der Anteil geringdehnender Fasern 16 am Mantel 12 würde dann etwa 33% betragen. Bei Herstellung jedes Flechtteils 14 aus vier nebeneinanderliegenden Garnen 15 würde bei Ver wendung eines ausschließlich aus geringdehnenden Fasern 16 gebildeten Garns 15 der Anteil geringdehnender Fasern 16 25% betragen und bei fünf Garnen 15 pro Flechtteil 14 dem zufolge 20%. Es lassen sich auch so Mäntel 12 mit ver schiedenen Anteilen geringdehnender Fasern 16 bilden, aller dings mit größeren Anteilsstufen im Vergleich zum vor stehend beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Schließlich ist es auch denkbar, jedes Flechtteil 14 aus Garnen 15 und Fasern 16, 17 gleichen Materials zu bilden. Dann würde zum Beispiel ein Flechtteil 14 ausschließlich aus geringdehnenden Fasern 16 bestehen, während die übrigen Flechtteile 14 aus normaldehnenden Fasern 17 sich zusammen setzen würden.

Bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Faserseiles 14 wird durch die Zumischung geringdehnender Fasern 16 zu den normaldehnenden Fasern 17 des Mantels 12 erreicht, daß dieser bei Belastung des Faser seiles 10 geringer dehnt als ein ausschließlich aus normal dehnenden Fasern 17 hergestellter Mantel 12. Dadurch wird je nach Anteil der zum Mantel 12 zugemischten gering dehnenden Fasern 16 der Dehnungsunterschied zwischen dem Mantel 12 einerseits und dem Kern 11 andererseits ver ringert. Das führt dazu, daß aufgrund der Reaktionskraft beim kraftschlüssigen Festklemmen des belasteten Faser seiles 10 zwischen der Innenseite des Mantels 12 und der glatten Außenseite des Kerns 10 eine (verringerte) Reib kraft entsteht, die sich im Haftreibungsbereich zwischen dem Kern 11 und dem Mantel 12 des Faserseiles 10 befindet, wodurch ein Schlupf zwischen dem Kern 11 und dem Mantel 12 vermieden wird. Es trägt mithin - wie bei Faserseilen 10 der hier angesprochenen Art vorgesehen - der Kern 11 die Last.

Dadurch, daß dieser Kern 11 vorzugsweise ausschließlich aus geringdehnenden Fasern 16 gebildet ist, dehnt sich der Kern 11 nur in geringem Umfange. Demzufolge erfährt das er findungsgemäße Faserseil 10 eine geringe Dehnung, die etwa der Dehnung von Drahtseilen entspricht.

Damit der Haftreibungsbereich zwischen dem Kern 11 und dem Mantel 12 nicht verlassen wird, wird erfindungsgemäß das Mischungsverhältnis zwischen geringdehnenden Fasern 16 und normaldehnenden Fasern 17 des Mantels 12 in Abhängigkeit vom Haftreibungsbeiwert der Oberfläche der geringdehnenden Fasern für den Kern gewählt. Demzufolge nimmt mit zunehmen der Glätte der Fasern für den Kern 11 der Anteil der gering dehnenden Fasern 16 im Mantel 12 zu. Es hat sich dabei ge zeigt, daß der Anteil der geringdehnenden Fasern 16 im Mantel 12 zwischen vorzugsweise 17 bis 25% des Gesamtan teils der Fasern 16 und 17 des Mantels 12 beträgt.

Bezugszeichenliste:

10 Faserseil
11 Kern
12 Mantel
14 Flechtteil
15 Garn
16 Faser (geringdehnend)
17 Faser (normaldehnend)

Claims

1. Seil, insbesondere reckarmes Faserseil, mit einem Kern und einem diesen umgebenden Mantel, wobei wenigstens der Kern geringdehnende Fasern aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (12) aus einem Gemisch sowohl geringdehnender Fasern (16) als auch normal dehnender Fasern (17) gebildet ist.

2. Seil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geringdehnenden Fasern des Kerns (11) und die gering dehnenden Fasern (16) des Mantels (12) aus dem gleichen Material bestehen.

3. Seil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (11) ausschließlich aus geringdehnenden Fasern gebildet ist.

4. Seil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (12) aus gekreuzten Flechtteilen (14) geflochten ist.

5. Seil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flechtteile (14) aus vorzugsweise mehreren Garnen (15) oder Zwirnen gebildet sind.

6. Seil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Garne (15) oder Zwirne der Flechtteile (14) aus einer Mehrzahl gedrehter oder ungedrehter Fasern (16, 17) gebildet sind.

7. Seil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Garne (15) oder Zwirne aus einem Gemisch sowohl gering dehnender Fasern (16) als auch normaldehnender Fasern (17) gebildet sind.

8. Seil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Garne (15) aller Flechtteile (14) über ein annähernd gleiches Mischungsverhältnis geringdehnender Fasern (16) und normaldehnender Fasern (17) verfügen.

9. Seil nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flechtteile (14) aus unter schiedlichen Garnen (15) oder Zwirnen sich zusammensetzen, wobei die Garne (15) oder Zwirne entweder vollständig aus geringdehnenden Fasern (16) oder vollständig aus normal dehnenden Fasern (17) bestehen.

10. Seil nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (12) aus unterschied lichen Flechtteilen (14) gebildet ist, die entweder voll ständig aus Garnen (15) oder Zwirnen geringdehnender Fasern (16) oder normaldehnender Fasern (17) gebildet sind.

11. Seil nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil geringdehnender Fasern (16) am Mantel (12) in Abhängigkeit vom Reibungskoeffizienten, insbesondere vom Haftreibungs koeffizienten, der Oberfläche der geringdehnenden Fasern des Kerns (11) gewählt ist, indem mit abnehmendem Haftrei bungskoeffizienten des Kerns (11) der Anteil geringdehnen der Fasern (16) am Mantel (12) zunimmt.

12. Seil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil geringdehnender Fasern (16) am Mantel (12) zwischen 10 und 40% des Gesamt-Faseranteils des Mantels (12), insbesondere 17 bis 25%, beträgt.

13. Seil nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gering dehnenden Fasern (16) aus einem hochfesten Polyäthylen be stehen, vorzugsweise mit einem Elastizitätsmodul zwischen 40 und 90 GPa.

14. Seil nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die normal dehnenden Fasern (17) aus einem thermoplastischen Kunst stoff mit einem Elastizitätsmodul zwischen 5 und 20 GPa gebildet sind, insbesondere Polypropylen, Polyester oder Polyamid.