EP2818594B1 - Drahtseil sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

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EP2818594B1
EP2818594B1 EP14167365.7A EP14167365A EP2818594B1 EP 2818594 B1 EP2818594 B1 EP 2818594B1 EP 14167365 A EP14167365 A EP 14167365A EP 2818594 B1 EP2818594 B1 EP 2818594B1
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wire
plastic core
strands
wire strands
wire rope
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Christof Nater
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Fatzer AG Drahtseilfabrik
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Fatzer AG Drahtseilfabrik
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Definitions

  • the invention relates to a method for production and to a wire rope according to the preamble of claim 1 or 6, and a device according to the preamble of claim 12.
  • a cylindrical core with several wire strands stranded around it are provided.
  • filling elements are arranged, which are made of a polymeric or elastomeric material and have an oriented molecular structure.
  • Each of these filling elements is assigned a widened foot section which fills the space formed between two strands and the core and can thus rest on the central core.
  • spiral ridges are attached as immovable stops on the core. These can be thermally deformable or sprayed on by resistance welding or when using plastic.
  • claim 1 defines that the core is compressed and preformed by pressing prior to stranding. This is achieved by using a press pass in the same operation as the rope is manufactured.
  • the tool head is designed to be non-rotatable and these approximately radially adjustable cutting tools are suitable for producing threads, but not for grooves for inserting strands in a wire rope.
  • the present invention is based on the object of creating a method for the production of a wire rope by means of which the properties of the wire rope are improved, in particular with regard to the smoothness and internal cohesion.
  • this object is achieved by a method according to the features of claim 1 or by a wire rope according to the features of claim 6 or a device according to the features of claim 12.
  • Fig. 1 shows the production of a wire rope 10 with a plastic core 11 and several wire strands 15 stranded around it, only three of the total of six wire strands being shown for better clarity.
  • Such wire ropes are suitable, for example, for use in rail vehicles that are pulled by the wire ropes that are guided on rollers or the like between the rails.
  • a helical groove 20 is produced by machining on the circumference of the plastic core 11 for each wire strand 15, these helical grooves 20 being adapted to the outer diameter of the wire strands 15.
  • the wire strands 15 are stranded around this plastic core 11, which is moved in the axial direction at a feed rate, and they are wound around the plastic core 11 at a certain speed and feed speed.
  • the plastic core 11 is provided with these helical grooves 20 by machining immediately before the wire strands 15 are wound onto them.
  • This inventive machining of the plastic core 11 supplied as a cylindrical rod 11 'from a flexible plastic is carried out by means of a machining device 25 in which cutting tools 26 are rotated at the same speed as the wire strands 15 around the plastic core 11 for the production of the helical grooves.
  • the cutting tools 26 are directed with their cutting against the direction of movement of the plastic core.
  • a tool clamping holder 27 is assigned to each cutting tool 26 and is fastened in a radially adjustable manner to a tool head 25 which is rotatable with a central opening for the passage of the rod 11 '.
  • the respective tool clamping holder 27 consists of a chuck 28 and an adjustment module, not shown in detail, by means of which the cutting tool 26 can be precisely adjusted to the diameter of the plastic core 11.
  • the rotary drive of the tool head 25 as well as the coils with the wire strands 15 wound thereon are not illustrated in more detail.
  • the wire strands 15 and the plastic core 11 are drawn through an annular mandrel 22 in the axial direction at the same feed rate.
  • the wire strands 15 are advantageously preformed with a helical shape when being fed in for stranding and are drawn together with the plastic core, whereby they are pressed the wire strands against the plastic core by this mandrel 22, while these grooves 20 serve as a guide for the wire strands 15.
  • Fig. 2 shows a wire rope 10 with a plurality of wire strands 15 made from stranded wires 16, which are stranded around a plastic core 11 and elongated inserts 12 are arranged between them.
  • These inserts 12, which extend over the entire length of the rope, are shaped in their cross section in such a way that they extend approximately to the outer circumference of the wire rope 10. In this case, they are provided on the outer circumference with a radius R which corresponds approximately to half the rope diameter, in order, together with the wire strands 15, to form an approximately uniform outer diameter.
  • R which corresponds approximately to half the rope diameter
  • Such wire ropes 10 are used in particular as traction or conveyor ropes with high load requirements, for example in cable cars which are suspended from a stationary support rope and connected to a traction rope.
  • Pulling or conveying ropes are usually guided around pulleys at the upper and lower stations and designed as endless ropes by splicing their ends or held together by an end attachment, which is not shown in detail.
  • the stranded wire strands 15 rest over a certain circumferential area in the grooves 20 directly on the plastic core 11, while the inserts 12 are each arranged on the inside at a distance a from the plastic core 11.
  • this groove 20 in a respective wire strand 15, in which it rests directly on the plastic core 11, corresponds to an angular range of a respective wire strand based on its cross section of preferably between 40 ° and 60 °.
  • These helical grooves 20 are designed to be round in the transverse step with a radius which corresponds approximately to half the diameter of a wire strand 15.
  • the distances a between the inserts 12 and the plastic core 11 are each dimensioned in such a way that they correspond at least approximately to an extent that is created by the radial outward flow of the plastic core 11 after a certain initial operating time of the wire rope. This expansion is in the millimeter range depending on the diameter of the core and the load on the wire rope.
  • the inserts 12 each have a thickness d 'with their inside end part 12' protruding between two wire strands 15 which is greater than the thickness d in the narrowest area of the respective insert 12, these inside end parts 12 'outside an imaginary one Circle 14 end at the inner sides of the wire strands 15, as shown in phantom.
  • This inner end part 12 'of the inserts 12 is rounded off, but could also be elliptical, half-polygonal or even flat.

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  • Ropes Or Cables (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung sowie auf ein Drahtseil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 6, sowie eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
  • Bei einem Drahtseil gemäss der Druckschrift EP-A-1 040 221 sind ein zylindrisch ausgebildeter Kern mit mehreren um diese herum verseilte Drahtlitzen vorgesehen. Zudem sind zwischen einem jeden benachbarten Paar von Litzen Füllelemente angeordnet, welche aus einem polymeren oder elastomeren Werkstoff bestehen und eine orientierte molekulare Struktur aufweisen. Diesen Füllelementen ist jeweils ein verbreiterter Fussabschnitt zugeordnet, der den zwischen zwei Litzen und dem Kern gebildeten Raum ausfüllt und somit auf dem zentralen Kern aufliegen kann.
  • Bei diesem zylindrisch ausgebildeten Kern bildet sich im Betrieb des Drahtseils in der Regel nach einer gewissen Anfangsbetriebszeit ein Fliessen in radialer Richtung nach aussen, wodurch den Aussenkonturen der Drahtlitzen angepasste Nuten am Umfang des Kerns entstehen. Damit sind aber verschiedene Nachteile verbunden, insbesondere entsteht ein Kriechen und damit eine Verlängerung des gesamten Drahtseils im Betrieb, welche wieder kompensiert werden muss. Zudem ändert sich auch der Seildurchmesser im Betrieb, was bei der Installation derselben zu berücksichtigen ist.
  • In der Druckschrift DE-A-1 071 543 ist erwähnt, dass diese Spiralgrate als auf dem Kern unverrückbare Anschläge angebracht sind. Diese können durch Widerstandsschweissen oder bei der Anwendung von Kunststoff wärmeverformbar oder aufgespritzt sein.
  • Bei der Druckschrift DE-A-711 238 ist wiederum im Anspruch 1 übergeordnet definiert, dass die Seele vor der Verseilung durch Pressung verdichtet und vorgeformt wird. Dies wird durch einen Presskaliber im gleichen Arbeitsgang mit der Herstellung des Seils erzielt.
  • Bei dem Drahtseil gemäss der Druckschrift GB-A-2 269 400 wird der zylindrische und ein äusserer Körper gerillt mit schraubenförmigen Nuten. Es ist einzig erwähnt, dass der äussere Körper in einen Extruder gebracht wird und damit nebst dem zentralen Körper ein zweiter Extrusionsschritt erfolgt.
  • Bei einem Gewindeschneidkopf gemäss der Druckschrift DE-A-451 015 ist der Werkzeugkopf nicht drehbar ausgeführt und diese annähernd radial verstellbaren Schneidwerkzeuge eignen sich zur Herstellung von Gewinden, aber nicht für Nuten für das Einsetzen von Litzen bei einem Drahtseil.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Drahtseils zu schaffen, mittels welchem die Eigenschaften des Drahtseils verbessert werden, insbesondere in Bezug auf die Laufruhe und den inneren Zusammenhalt.
  • Erfindungsgemäss ist diese Aufgabe durch ein Verfahren nach den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch ein Drahtseil nach den Merkmalen des Anspruchs 6 bzw. eine Einrichtung nach den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.
  • Durch diese Ausbildung des Drahtseils mit dieser spanabhebenden Bearbeitung zur Erzeugung von wendelförmigen Nuten der Kunststoffseele wird eine optimale Führung der Drahtlitzen im verseilten Zustand erzielt und damit entstehen verschiedene Verbesserungen der Eigenschaften des Drahtseils insgesamt.
  • Mit dem erfindungsgemässen Verfahren, diese spanabhebende Bearbeitung für die Erzeugung der wendelförmigen Nuten unmittelbar bevor die Drahtlitzen um die Kunststoffseele verseilt werden auszuführen, entsteht der Vorteil, dass diese wendelförmigen Nuten mit der absolut gleichen Schlaglänge wie die Drahtlitzen versehen sind.
  • Ausführungsbeispiele sowie weitere Vorteile der Erfindung sind nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung der Herstellung eines erfindungsgemässen Drahtseils, von welchem die Kunststoffseele und drei der Drahtlitzen je in Teillänge veranschaulicht sind; und
    Fig. 2
    ein erfindungsgemässes Drahtseil im Querschnitt.
  • Fig. 1 zeigt die Herstellung eines Drahtseils 10 mit einer Kunststoffseele 11 und mehreren um diese herum verseilte Drahtlitzen 15, wobei zur besseren Verdeutlichung nur drei von den an sich insgesamt sechs Drahtlitzen dargestellt sind.
  • Solche Drahtseile eignen sich beispielsweise für die Verwendung bei Schienenfahrzeugen, welche von den Drahtseilen gezogen werden, die zwischen den Schienen auf Rollen oder dergleichen geführt sind.
  • Erfindungsgemäss ist am Umfang der Kunststoffseele 11 für jede Drahtlitze 15 jeweils eine wendelförmige Nut 20 durch spanabhebende Bearbeitung erzeugt, wobei diese wendelförmigen Nuten 20 jeweils dem Aussendurchmesser der Drahtlitzen 15 angepasst sind.
  • Die Drahtlitzen 15 werden dabei um diese mit einem Vorschub in Achsrichtung bewegten Kunststoffseele 11 herum verseilt, wobei sie mit einer bestimmten Drehzahl und Zuführgeschwindigkeit um die Kunststoffseele 11 herum gewickelt werden. Die Kunststoffseele 11 wird unmittelbar bevor die Drahtlitzen 15 auf diese aufgewickelt werden durch spanabhebende Bearbeitung mit diesen wendelförmigen Nuten 20 versehen.
  • Diese erfindungsgemässe spanabhebende Bearbeitung der als zylindrischer Stab 11' aus einem biegsamen Kunststoff zugeführten Kunststoffseele 11 erfolgt mittels einer Bearbeitungseinrichtung 25, bei der Schneidwerkzeuge 26 mit derselben Drehzahl wie die Drahtlitzen 15 um die Kunststoffseele 11 für die Herstellung der wendelförmigen Nuten gedreht werden. Die Schneidwerkzeuge 26 sind dabei mit ihren Schneiden gegen die Bewegungsrichtung der Kunststoffseele gerichtet. Jedem Schneidwerkzeug 26 ist eine Werkzeugspannhalterung 27 zugeordnet, welche jeweils an einem mit einer zentralen Öffnung für das Durchführen des Stabes 11' drehbaren Werkzeugkopf 25 radial verstellbar befestigt ist. Die jeweilige Werkzeugspannhalterung 27 besteht aus einem Spannfutter 28 und aus einem nicht näher gezeigten Verstellmodul, mittels denen das Schneidwerkzeug 26 zu dem Durchmesser der Kunststoffseele 11 genau eingestellt werden kann. Der Drehantrieb des Werkzeugkopfes 25 wie auch die Spulen mit den darauf gewickelten Drahtlitzen 15 sind nicht näher veranschaulicht.
  • Die Drahtlitzen 15 und die Kunststoffseele 11 werden mit der gleichen Vorschubgeschwindigkeit in Achsrichtung durch einen ringförmigen Dorn 22 gezogen. Die Drahtlitzen 15 sind vorteilhaft beim Zuführen zum Verseilen mit einer Wendelform vorgeformt und werden zusammen mit der Kunststoffseele gezogen, wobei sie durch diesen Dorn 22 die Drahtlitzen an die Kunststoffseele angedrückt werden, dabei diese Nuten 20 als Führung der Drahtlitzen 15 dienen.
  • Fig. 2 zeigt ein Drahtseil 10 mit mehreren aus verseilten Drähten 16 hergestellten Drahtlitzen 15, die um eine Kunststoffseele 11 herum verseilt und zwischen diesen längliche Einlagen 12 angeordnet sind. Diese sich über die gesamte Seillänge erstreckenden Einlagen 12 sind in ihrem Querschnitt derart geformt, dass sie sich annähernd bis zum Aussenumfang des Drahtseils 10 erstrecken. Dabei sind sie am Aussenumfang mit einem annähernd dem halben Seildurchmesser entsprechenden Radius R versehen, um zusammen mit den Drahtlitzen 15 annähernd einen gleichmässigen Aussendurchmesser zu bilden. In dem mit den Drahtlitzen 15 in Berührung stehenden Bereich weisen sie beidseitig jeweils einen den Drahtlitzen 15 entsprechenden Radius auf.
  • Solche Drahtseile 10 werden insbesondere als Zug- bzw. Förderseile mit hohen Belastungsanforderungen verwendet, beispielsweise bei Seilbahnen, welche an einem stationären Tragseil hängend geführt und mit einem Zugseil verbunden sind. Zug- bzw. Förderseile werden üblicherweise bei der oberen und unteren Station um Rollen geführt und als Endlos-Seile durch eine sogenannte Verspleissung von deren Enden ausgeführt oder durch eine Endbefestigung zusammengehalten, was nicht näher gezeigt ist.
  • Die verseilten Drahtlitzen 15 liegen über einen bestimmten Umfangsbereich in den Nuten 20 unmittelbar auf der Kunststoffseele 11 auf, indes die Einlagen 12 jeweils innenseitig mit einem Abstand a zur Kunststoffseele 11 angeordnet sind.
  • Diese Nut 20 bei einer jeweiligen Drahtlitze 15, bei welchem sie unmittelbar auf der Kunststoffseele 11 aufliegt, entspricht bei Verwendung von insgesamt sechs Drahtlitzen einem Winkelbereich einer jeweiligen Drahtlitze bezogen auf ihren Querschnitt von vorzugsweise zwischen 40° und 60°. Diese wendelförmigen Nuten 20 sind im Querschritt rund mit einem Radius ausgebildet, welcher annähernd dem halben Durchmesser einer Drahtlitze 15 entspricht.
  • Die Abstände a zwischen den Einlagen 12 und der Kunststoffseele 11 sind jeweils so dimensioniert, dass diese mindestens annähernd jeweils einer Ausdehnung entsprechen, welche durch das nach einer gewissen Anfangsbetriebszeit des Drahtseiles in radialer Richtung nach aussen gerichtete Fliessen der Kunststoffseele 11 entsteht. Diese Ausdehnung bewegt sich je nach Durchmesser der Seele und Belastung des Drahtseils im Millimeterbereich.
  • Die Einlagen 12 weisen jeweils mit ihrem zwischen zwei Drahtlitzen 15 durchragenden innenseitigen Endteil 12' jeweils eine Dicke d' auf, die grösser als die Dicke d im schmälsten Bereich der jeweiligen Einlage 12 ist, wobei diese innenseitigen Endteile 12' ausserhalb eines gedachten Kreises 14 bei den Innenseiten der Drahtlitzen 15 enden, wie strichpunktiert gezeigt ist. Dieser innenseitige Endteil 12' der Einlagen 12 ist jeweils abgerundet, könnte aber auch elliptisch, als halbes Polygon oder sogar flach geformt sein.
  • Die Erfindung ist mit den erläuterten Ausführungsbeispielen ausreichend dargetan. Selbstverständlich könnten sie noch durch andere Varianten veranschaulicht sein, bei dem zum Beispiel anstelle von sechs eine andere Anzahl Drahtlitzen verwendet werden könnten.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Drahtseils, welches mit wenigstens einer Kunststoffseele (11) und mehreren um diese herum verseilten Drahtlitzen (15) hergestellt wird, wobei am Umfang der Kunststoffseele (11) für jede Drahtlitze (15) jeweils eine wendelförmige Nut (20) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
    diese wendelförmigen Nuten (20) durch spanabhebende Bearbeitung erzeugt werden, wobei sie im Querschnitt jeweils dem Aussendurchmesser der Drahtlitzen (15) angepasst sind.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtlitzen (15) um eine mit einem Vorschub in Achsrichtung bewegte Kunststoffseele (11) herum verseilt werden, wobei die Drahtlitzen (15) dabei mit einer bestimmten Drehzahl und Zuführgeschwindigkeit um die Kunststoffseele (11) herum gewickelt werden, wobei die Kunststoffseele (11) unmittelbar bevor die Drahtlitzen (15) auf diese aufgewickelt werden durch diese spanabhebende Bearbeitung mit den wendelförmigen Nuten (20) für die Aufnahme der Drahtlitzen (15) versehen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die für die spanabhebende Bearbeitung der Kunststoffseele (11) verwendeten Schneidwerkzeuge (26) für die Herstellung der wendelförmigen Nuten mit derselben Drehzahl wie die Drahtlitzen (15) um die Kunststoffseele (11) gedreht werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese Drahtlitzen (15) und die Kunststoffseele (11) mit der gleichen Vorschubgeschwindigkeit in Achsrichtung gezogen werden.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtlitzen (15) beim Zuführen zum Verseilen mit einer Wendelform vorgeformt sind und zusammen mit der Kunststoffseele (11) durch einen ringförmigen Dorn (22) gezogen werden, durch welchen diese Drahtlitzen an die Kunststoffseele angedrückt werden.
  6. Drahtseil, hergestellt durch das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, mit wenigstens einer Kunststoffseele (11) und mehreren um diese herum verseilten Drahtlitzen (15), wobei am Umfang der Kunststoffseele (11) für jede Drahtlitze (15) jeweils eine wendelförmige Nut (20) erzeugt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die wendelförmigen Nuten (20) bei der Kunststoffseele (11) herausgeschnitten und im Querschnitt rund mit einem Radius ausgebildet sind, welcher annähernd dem halben Durchmesser einer Drahtlitze (15) entspricht.
  7. Drahtseil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffseele (11) aus einem biegsamen Kunststoff stabförmig ausgebildet ist.
  8. Drahtseil nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die in den wendelförmigen Nuten (20) geführten Drahtlitzen (15) mit sechs Litzen in einem Winkelbereich einer jeweiligen Drahtlitze von bis zu 60° bezogen auf den Querschnitt aufliegen.
  9. Drahtseil nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den aus verseilten Drähten (16) bestehenden Drahtlitzen (15) jeweils diese eine längliche Einlage (12) angeordnet ist, welche sich annähernd bis zum Aussenumfang des Drahtseils (10) erstrecken, indes innenseitig mit einem Abstand (a) zur Kunststoffseele (11) angeordnet sind.
  10. Drahtseil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlagen (12) jeweils mit ihrem zwischen zwei Litzen (15) durchragenden innenseitigen Endteil (12') jeweils eine Dicke (d') aufweisen, die grösser als die Dicke (d) im schmälsten Bereich der jeweiligen Einlage (12) ist, wobei diese innenseitigen Endteile (12') ausserhalb eines gedachten Kreises (14) bei den Innenseiten der Litzen (15) enden.
  11. Drahtseil nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlagen (12) am Aussenumfang mit einem annähernd dem halben Seildurchmesser entsprechenden Radius (R) versehen sind, um zusammen mit den Litzen (15) einen annähernd gleichmässigen Aussenumfang zu bilden.
  12. Einrichtung mit einer Bearbeitungseinrichtung zur Herstellung eines Drahtseils zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einem ringförmigen Dorn (22), durch welchen die Drahtlitzen (15) und die Kunststoffseele (11) ziehbar und diese Drahtlitzen an die Kunststoffseele andrückbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinrichtung (25) mit einem drehbaren Werkzeugkopf (25) mit einer zentralen Öffnung und mit radial verstellbaren Schneidwerkzeugen (26) versehen ist, die zentrale Öffnung des Werkzeugkopfs (25) für das Durchführen der Kunststoffseele (11) für die Erzeugung der wendelförmigen Nuten (20) durch diese Schneidwerkzeuge (26) vorgesehen ist.
  13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bearbeitungseinrichtung den Schneidwerkzeugen (26) je eine Werkzeugspannhalterung (27) zugeordnet ist, welche jeweils am Werkzeugkopf (25) radial verstellbar befestigt sind.
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