EP2940206B1 - Hybridseil - Google Patents

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EP2940206B1
EP2940206B1 EP15165462.1A EP15165462A EP2940206B1 EP 2940206 B1 EP2940206 B1 EP 2940206B1 EP 15165462 A EP15165462 A EP 15165462A EP 2940206 B1 EP2940206 B1 EP 2940206B1
Authority
EP
European Patent Office
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core
cable
strands
hybrid
rope
Prior art date
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EP15165462.1A
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English (en)
French (fr)
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EP2940206A2 (de
EP2940206A3 (de
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Robert Traxl
Gunter Kaiser
Peter Baldinger
Björn ERNST
Nicholas O'hear
Erich RÜHRNÖSSL
Rudolf Kirth
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Teufelberger Seil GmbH
Original Assignee
Teufelberger Seil GmbH
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Publication date
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Publication of EP2940206A3 publication Critical patent/EP2940206A3/de
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Definitions

  • the invention relates generally to a rope of circular cross-section, having a core formed by at least one hybrid strand, the strand core of which is formed of plastic fibers and having at least partially metallic wires disposed therearound, and outer strands disposed about the core ,
  • steel ropes are well suited for lifting heavy loads.
  • the weight of the steel cables is so large that the hereby payload is only comparatively low.
  • a steel cable to lift 300,000kg from 3,000m sea depth would weigh 233,000kg.
  • a steel cable with a diameter of about 144mm would be required.
  • currently used steel ropes with a diameter of 128mm could only carry about 207,000kg from the aforementioned depth.
  • hybrid cables which generally have a fiber core surrounded by steel strands.
  • the steel strands and the core have different elongation properties under load and therefore bear the load unevenly. This is particularly disadvantageous in a non-rotating rope, since comparatively high loads are essentially borne by the steel strands wound around the core and the resulting torque of the rope is not compensated by the opposite, lower torque of the fiber core.
  • From the DE 36 31 211 A1 is a low-leno or -lose wire rope known in which the outside around a hybrid rope core around a single layer of flat strands is arranged.
  • the WO 2012/087315 A1 discloses an elevator rope with a non-load-bearing Core of elastomeric plastic surrounded by outer wires; This core strand is in turn surrounded by outer wire strands.
  • a method for producing smooth-surfaced wire rope is known in the DE 134 470 C described; this flat or oval outer strands are stranded around a core, which may consist of wires or a hemp soul.
  • a wire rope with an independent wire rope core is further from the US Pat. No. 5,946,898 known.
  • the core wire rope is formed here of several strands, each with a fiber core and stranded wires on it.
  • WO 80/02572 A1 a steel cord for vehicle tires, which consists of a core strand and outer strands, wherein outer steel wires enclose a non-metallic core.
  • the US 5,651,245 discloses a cable having a multi-strand core, preferably entirely of metal.
  • the outer strands surrounding the core in turn have a core of plastic, eg thermoplastic, surrounded by steel wires.
  • the US 6,563,054 B1 relates to a cable having a core of parallel synthetic fibers surrounded by an annular layer of radially compressible thermoplastic material; Around this thermoplastic layer are arranged outer strands which are made entirely of metal or may have a core of synthetic fibers surrounded by metal strands.
  • the WO 2012/009604 A2 describes a hybrid cable with a core of synthetic fibers around which strands are arranged, which in turn have a core bundle of synthetic fibers surrounded by metal strands.
  • the DE 600 15 771 T2 relates to a flat tension member, so band, for lifting an elevator car, with a plurality of load bearing elements embedded in a sheath.
  • the load bearing members comprise steel material and organic fibers which are intended to divide the load between these load bearing members.
  • This rope has no circular cross-section and is formed in comparison to the aforementioned rope for other applications.
  • the known hybrid cables have a fiber core surrounded by metal or metal-plastic strands, whereby the abovementioned disadvantages resulting from the different expansion properties are established or the hybrid cables are too heavy due to a metal core.
  • hybrid cables having plastic strands disposed about a core often have too low a friction coefficient for winding and generally do not have the required strength.
  • the object of the invention is to provide a rope in the form of a hybrid rope which avoids or reduces the disadvantages known from the prior art.
  • the rope should in particular compared with steel cables for lifting an equally heavy load have a much lower weight. In addition, it should have a long service life and be easy or inexpensive to produce.
  • the rope of the invention having a circular cross-section, having a core formed by at least one hybrid strand, the strand core of which is formed of plastic fibers and arranged around at least partially metallic wires, and outer strands disposed around the core, is characterized characterized in that at least one outer strand is formed with a core of plastic fibers, around which core at least partially metallic wires are arranged, wherein the rope over the rope cross section has substantially the same elongation properties having.
  • the core of the present rope is thus formed by one or more hybrid strands.
  • This hybrid strand (s) in turn has or possess a core of plastic fibers around which metallic wires, optionally also additional non-metallic wires are arranged. If the core contains a plurality of hybrid strands, these may have mutually different proportions of wires made of non-metallic material, for example plastic, up to versions with exclusively metallic wires.
  • the core of the rope can thus be made particularly stable compared to cores, which consist only of plastic fibers.
  • the core of the rope has a low weight compared to cores of steel strands, since the core of the at least one hybrid strand is made of plastic.
  • the core of the rope is formed by several of the described hybrid strands, minor modifications, for example, by incorporating fewer plastic or metal strands, if these do not appreciably affect the advantageous properties of the rope with a core of hybrid strands, are possible.
  • the cable according to the invention has essentially the same elongation properties over the rope cross-section.
  • each of the outer strands is formed with a core of plastic fibers around which core at least partially metallic wires are arranged.
  • non-metallic wires for example plastic wires
  • different outer strands may have different proportions of non-metallic wires.
  • the intermediate layer preferably comprises threads made of plastic, in particular polyester, aramid, liquid-crystalline polyester, polyoxadiazobenzimidazole or highly modular polyethylene; Such threads have a high strength and high dimensional stability. Their low extensibility also contributes to the maintenance of the cross-sectional shape of the threads.
  • the intermediate layer comprises an inner layer of untwisted threads and a surrounding outer layer of twisted threads or at least one plastic film having.
  • the inner layer reduces the abrasion between the wires and the core, while the outer layer provides a stable support for the wires.
  • the core is advantageously formed by a plurality of hybrid strands with mutually different diameters.
  • smaller diameter hybrid strands may be provided in the spaces between larger diameter hybrid strands.
  • particularly heavy-duty ropes can be formed with overall large diameters of, for example greater than 100mm, in particular of 128mm.
  • the synthetic fibers of the core of the at least one hybrid strand and / or optionally of the core of the outer strands comprise aramid, liquid-crystalline polyester, polyoxadiazobenzimidazole, highly modular polyethylene or carbon.
  • different cores may also have different materials.
  • the outer strands are stranded with a different direction of rotation relative to the at least one hybrid strand. Since strands wound around a core of a rope can cause rope rotation under stress of the rope, when the outer strands are wound in a direction around the core of the rope and the wires of the hybrid strand of the core are wound in the opposite direction that compensates for the tendency for rotation caused by the outer strands and the wires of the hybrid strand.
  • the wires of all or at least a portion of the hybrid strands may be oppositely stranded to the outer strands.
  • the hybrid strands can be stranded or twisted together even in the opposite direction to the outer strands.
  • the transverse pressure stability of the hybrid strands is increased, whereby they maintain their round cross-section in the rope. Without this interlayer, the hybrid strands could be ovally pressed due to the transverse pressures in the rope, and the wires from adjacent strands could come into contact. As a result of the permanent relative movement, this contact can lead to internal wear and thus to a shorter service life of the cable.
  • the plastic of the intermediate layer is a thermoplastic, in particular polyethylene or polypropylene.
  • these plastics are hydrophobic and do not absorb moisture when using the rope in the water.
  • a support element is arranged, against which the outer strands rest.
  • a support element is arranged between all pairs of adjacent outer strands.
  • the support element has a circular, elliptical or substantially trapezoidal cross-sectional profile.
  • Circular or elliptical support elements can be arranged in a simple manner as the strands themselves between the strands, while trapezoidal support elements also have the advantage that the strands can rest on the oblique side walls of the trapezium particularly stable.
  • the outer strands are arranged in several concentric layers around the core.
  • the strands may in this case have the same or different diameters.
  • Fig. 1 shows a rope 1 with a core 2, around which outer strands 3 are arranged.
  • the core 2 is in this case formed by at least one hybrid strand 4, in the illustrated example by 19 hybrid strands 4, the core 5 (each) is formed of plastic fibers.
  • the core 5 (each) is formed of plastic fibers.
  • Around this core 5 around wires 6 are arranged. At least a portion of the wires 6 is made of metal, so that wires 6 made of other materials, which have a sufficient strength for the application of the rope 1, can run around the core 5.
  • the outer strands 3 are also formed with a core 7 made of plastic fibers around which wires 8 are arranged. At least a portion of the wires 8 is made of metal, so that wires 8 made of other materials, which have a sufficient strength for the application of the rope 1, around the core 7 of the outer strands 3 can run.
  • the diameters of the hybrid strands 4 may be different, so that the space available for the core 2 is filled as efficiently as possible with hybrid strands 4. Together with the 16 outer strands 3 results in a rope 1 of 35 hybrid strands 3, 4, wherein, without this being apparent from the illustration, advantageously the outer strands 3 are stranded with a different direction of rotation to the hybrid strands 4.
  • the hybrid strands 4 of the core 2 also has an intermediate layer 13 made of plastic.
  • a substantially trapezoidal support element 14 is arranged between adjacent outer strands 3, against which the outer strands 3 abut. Although for clarity in Fig. 1 only one support element 14 is shown, it is favorable, although not absolutely necessary, to provide support elements 14 between all adjacent outer strands 3.
  • a strand is shown in cross-section, which likewise represents a hybrid strand 4 of the rope core 2 or an outer strand 3 of the rope 1.
  • the wires 6 and 8 are arranged, wherein between the wires 6 and the core 5 and between the wires 8 and the core 7, an intermediate layer 9 or 10 is arranged from plastic.
  • the intermediate layer 9 or 10 preferably has an inner layer 11 of untwisted threads and a surrounding outer layer 12 of twisted threads or at least one plastic film on.
  • FIG. 3 Another exemplary embodiment of a rope 1 is shown which, in order to withstand higher tensile stresses, has two concentric layers of outer strands 3 around the core 2. In an embodiment of the rope 1, not shown, more than two concentric layers of outer strands 3 may be arranged around the core 2.
  • the rope 1 of the invention allows due to its design lifting heavy loads as a steel rope of the same diameter or, in order to lift the same heavy loads, the diameter of the rope 1 according to the invention be smaller than that of a steel cable.
  • Table 1 ⁇ / u> steel cable Rope according to the invention
  • a rope 1 according to the invention with a diameter of 128 mm can thus be used instead of a steel cable with a diameter of 144 mm.
  • load-bearing synthetic fibers which have a lower weight compared to steel, thus replace part of the steel wires.
  • These are high-strength synthetic fibers that can take over significant load fractions.
  • plastic fibers known per se or their (known) high strength values with regard to use in the present rope are given in Table 2 below: ⁇ u> Table 2 ⁇ / u> material Designation - Type titres cN / dtex gpa aramid technora T200W 23,95 aramid technora T200 24 aramid technora T221 1670 24.01 aramid Twaron 2200 850 20.35 aramid Twaron 1111 420 21.4 Liquid crystalline polyester Vectran HAT830 14.2 Liquid crystalline polyester Vectran HS1500 2.8 Highly modular polyethylene Dyneema SK38 6600 16.5 1.6 Highly modular polyethylene Dyneema SK62 2640 28.6 2.8 Highly modular polyethylene Dyneema SK65 880 30.8 3 Highly modular polyethylene Dyneema SK75 2640 33.5 3.3 Highly modular polyethylene Dyneema SK75 1760 35.1 3.4 Highly modular polyethylene Dyneee

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Description

  • Die Erfindung betrifft allgemein ein Seil mit kreisförmigem Querschnitt, mit einem Kern, der durch zumindest eine Hybridlitze gebildet ist, deren Litzen-Kern aus Kunststofffasern gebildet ist und um den herum zumindest teilweise metallische Drähte angeordnet sind, und mit um den Kern herum angeordneten äußeren Litzen.
  • Stahlseile sind auf Grund ihrer Langlebigkeit und Widerstandsfähigkeit sehr gut für das Heben schwerer Lasten geeignet. In speziellen Anwendungsfällen, beispielsweise für das Heben von Lasten aus großen Tiefen, wie aus der Tiefsee, wird das Eigengewicht der Stahlseile jedoch so groß, dass die hiermit zu hebende Nutzlast nur mehr vergleichsweise gering ist. Beispielsweise würde ein Stahlseil zum Heben von 300.000kg aus 3.000m Meerestiefe selbst 233.000kg wiegen. Um die gewünschte Last zu heben, wäre somit ein Stahlseil mit einem Durchmesser von etwa 144mm erforderlich. Zurzeit benutzte Stahlseile mit einem Durchmesser von 128mm könnten jedoch nur etwa 207.000kg aus der vorgenannten Tiefe befördern.
  • Als Alternative zu Stahlseilen sind Hybridseile bekannt, die im Allgemeinen einen von Stahllitzen umgebenen Faserkern aufweisen. Die Stahllitzen und der Kern weisen jedoch unterschiedliche Dehnungseigenschaften unter Last auf und tragen die Last daher ungleichmäßig. Dies ist insbesondere bei einem drehungsfreien Seil von Nachteil, da vergleichsweise hohe Lasten im Wesentlichen von den um den Kern gewundenen Stahllitzen getragen werden und das sich hierdurch einstellende Drehmoment des Seils nicht durch das entgegengesetzte, geringere Drehmoment des Faserkerns kompensiert wird.
  • In der US 3 075 344 A ist ein Hybridseil beschrieben, das gleich aufgebaute Kern- und Außenlitzen, jeweils mit einem elastischen Filament-Kern und diesen umgebenden Drähten, aufweist.
  • Aus der DE 36 31 211 A1 ist ein drehnungsarmes bzw. -freies Drahtseil bekannt, bei dem außen um einen Hybridseil-Kern herum eine einzelne Lage aus Flachlitzen angeordnet ist.
  • Die WO 2012/087315 A1 offenbart ein Aufzugsseil mit einem nichtlasttragenden Kern aus elastomerem Kunststoff, der von äußeren Drähten umgeben ist; diese Kernlitze ist ihrerseits von äußeren Draht-Litzen umgeben.
  • Ein Verfahren zur Herstellung von Drahtseilen mit glatter Oberfläche ist in der DE 134 470 C beschrieben; dabei werden flache oder ovale äußere Litzen um einen Kern verseilt, der aus Drähten oder einer Hanfseele bestehen kann.
  • Ein Drahtseil mit einem unabhängigen Drahtseil-Kern ist ferner aus der US 5 946 898 A bekannt. Das Kern-Drahtseil ist hier aus mehreren Litzen, je mit einem Faserkern und darauf verseilten Drähten, gebildet.
  • Ferner offenbart die WO 80/02572 A1 ein Stahlseil für Fahrzeugreifen, das aus einer Kernlitze und äußeren Litzen besteht, bei welchen äußere Stahldrähte einen nicht-metallischen Kern umschließen.
  • Aus der EP 2 573 257 A1 bzw. der entsprechenden WO 2011/145224 A1 geht ein Hybridseil mit einem hoch beanspruchbaren Kern aus einem Fasermaterial und den Kern umgebende Litzen hervor, die in ihrem Inneren ebenfalls einen Kern aus Kunststofffasern enthalten.
  • Die US 5,651,245 offenbart ein Kabel mit einem mehrere Litzen aufweisenden Kern, vorzugsweise zur Gänze aus Metall. Die den Kern umgebenden äußeren Litzen weisen ihrerseits einen Kern aus Kunststoff, z.B. Thermoplast, umgeben von Stahldrähten auf.
  • Die US 6,563,054 B1 betrifft ein Kabel mit einem Kern aus parallelen synthetischen Fasern, die von einer ringförmigen Schicht aus in radialer Richtung zusammendrückbarem thermoplastischem Material umgeben sind; um diese thermoplastische Schicht herum sind äußere Litzen angeordnet, die vollständig aus Metall bestehen, oder einen Kern aus synthetischen Fasern, umgeben von Metall-Litzen, aufweisen können.
  • Die WO 2012/009604 A2 beschreibt ein Hybridkabel mit einem Kern aus synthetischen Fasern, um den herum Litzen angeordnet sind, die ihrerseits ein von Metall-Litzen umgebenes Kernbündel aus synthetischen Fasern aufweisen.
  • Die DE 600 15 771 T2 betrifft ein flaches Zugelement, also Band, zum Heben einer Aufzugskabine, mit mehreren in einer Umhüllung eingebetteten Lasttrageelementen. Die Lasttrageelemente weisen Stahlmaterial und organische Fasern auf, wodurch die Last zwischen diesen Lasttrageelementen aufgeteilt werden soll. Dieses Seil weist keinen kreisförmigen Querschnitt auf und ist im Vergleich zum eingangs genannten Seil für andere Einsatzbereiche ausgebildet.
  • Die bekannten Hybridseile weisen einen von Metall- oder Metall-Kunststoff-Litzen umgebenen Faserkern auf, wodurch sich die vorstehend genannten, aus den unterschiedlichen Dehnungseigenschaften hervorgehenden Nachteile einstellen, oder die Hybridseile sind aufgrund eines Metallkerns zu schwer ausgebildet. Zudem weisen Hybridseile mit um einen Kern angeordneten Kunststofflitzen einen oftmals für das Aufwickeln zu geringen Reibungskoeffizienten sowie im Allgemeinen nicht die erforderliche Festigkeit auf.
  • Die Erfindung hat die Schaffung eines Seils in der Form eines Hybrid-Seils zur Aufgabe, welches die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermeidet bzw. verringert. Das Seil soll insbesondere verglichen mit Stahlseilen zum Heben einer gleich schweren Last ein wesentlich geringeres Eigengewicht aufweisen. Zudem soll es über eine hohe Lebensdauer verfügen und einfach bzw. kostengünstig herstellbar sein.
  • Das erfindungsgemäße Seil mit kreisförmigem Querschnitt, mit einem Kern, der durch zumindest eine Hybridlitze gebildet ist, deren Litzen-Kern aus Kunststofffasern gebildet ist und um den herum zumindest teilweise metallische Drähte angeordnet sind, und mit um den Kern herum angeordneten äußeren Litzen, zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest eine äußere Litze mit einem Kern aus Kunststofffasern, um welchen Kern herum zumindest teilweise metallische Drähte angeordnet sind, gebildet ist, wobei das Seil über den Seilquerschnitt im Wesentlichen gleiche Dehnungseigenschaften aufweist.
  • Der Kern des vorliegenden Seils ist somit durch eine oder mehrere Hybridlitzen gebildet. Diese Hybridlitze(n) besitzt bzw. besitzen ihrerseits einen Kern aus Kunststofffasern, um welchen metallische Drähte, optional auch zusätzliche nicht-metallische Drähte angeordnet sind. Falls der Kern mehrere Hybridlitzen enthält, können diese zueinander unterschiedliche Anteile von Drähten aus nicht-metallischem Material, beispielsweise Kunststoff, bis hin zu Ausführungen mit ausschließlich metallischen Drähten aufweisen. Der Kern des Seils kann somit im Vergleich zu Kernen, die nur aus Kunststofffasern bestehen, besonders stabil ausgebildet werden. Andererseits weist der Kern des Seils ein verglichen mit Kernen aus Stahllitzen geringes Gewicht auf, da der Kern der zumindest einen Hybridlitze aus Kunststoff gebildet ist. Auch wenn der Kern des Seils durch mehrere der beschriebenen Hybridlitzen gebildet ist, sind geringfügige Modifikationen, beispielsweise durch Einfügen weniger Kunststoff- oder Metall-Litzen, wenn diese die vorteilhaften Eigenschaften des Seils mit einem Kern aus Hybridlitzen nicht nennenswert beeinflussen, möglich. Das erfindungsgemäße Seil weist dabei über den Seilquerschnitt im Wesentlichen gleiche Dehnungseigenschaften auf.
  • Gemäß der Erfindung sind zudem jede der äußeren Litzen mit einem Kern aus Kunststofffasern gebildet, um welchen Kern herum zumindest teilweise metallische Drähte angeordnet sind. Um den Kern können zusätzlich zu den metallischen Drähten auch nicht-metallische Drähte, beispielsweise Kunststoffdrähte, angeordnet sein, wobei verschiedene äußere Litzen unterschiedliche Anteile nicht-metallischer Drähte aufweisen können. Durch geeignete Wahl der Anzahl der Drähte kann vorteilhaft auf das Gewicht der äußeren Litzen Einfluss genommen werden. So wird durch eine höhere Anzahl dünnerer Metalldrähte der Anteil von Metall gegenüber jenem von Kunststoff im Kern der äußeren Litze und somit das Gewicht der Litze reduziert, während diese dennoch eine hohe Festigkeit aufweist. Auch können die gegebenenfalls vorgesehenen Kunststoffdrähte um den Kern der äußeren Litze das Gewicht der äußeren Litze reduzieren.
  • Wenn zwischen den Drähten und dem Kern zumindest einer Hybridlitze eine Zwischenlage aus Kunststoff angeordnet ist, können die Drähte auf der Zwischenlage stabil aufliegen. Diese Zwischenlage aus Kunststoff schützt die Fasern im Kern der Hybridlitze(n) vor einer mechanischen Beanspruchung durch die äußeren Drähte und erhöht somit die Lebensdauer des Hybridseils. Bevorzugt weist die Zwischenlage Fäden aus Kunststoff, insbesondere Polyester, Aramid, flüssigkristallinem Polyester, Polyoxadiazobenzimidazol oder hochmodularem Polyethylen auf; derartige Fäden besitzen eine hohe Festigkeit und hohe Formstabilität. Deren geringe Dehnbarkeit trägt zudem zur Aufrechterhaltung der Querschnittsform der Fäden bei.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Zwischenlage eine innere Lage aus unverdrillten Fäden und eine diese umgebende äußere Lage aus verdrillten Fäden oder zumindest einer Kunststofffolie aufweist. Hierbei reduziert die innere Lage den Abrieb zwischen den Drähten und dem Kern, während die äußere Lage eine stabile Aufnahme für die Drähte darstellt.
  • Um einen möglichst großen Anteil des Querschnitts des Seilkerns für die Hybridlitzen nutzen zu können, ist der Kern vorteilhaft durch mehrere Hybridlitzen mit zueinander unterschiedlichen Durchmessern gebildet. Beispielsweise können Hybridlitzen mit kleineren Durchmessern in den Räumen zwischen Hybridlitzen mit größeren Durchmessern vorgesehen sein. Auf diese Weise können besonders stark beanspruchbare Seile mit insgesamt großen Durchmessern von beispielsweise größer 100mm, insbesondere von 128mm, gebildet werden.
  • Damit der jeweilige Kern eine möglichst hohe Festigkeit bei geringem Gewicht und geringer Bruchdehnung besitzt, ist vorgesehen, dass die Kunststofffasern des Kerns der zumindest einen Hybridlitze und/oder gegebenenfalls des Kerns der äußeren Litzen Aramid, flüssigkristallinen Polyester, Polyoxadiazobenzimidazol, hochmodulares Polyethylen oder Karbon aufweisen. Selbstverständlich können unterschiedliche Kerne auch unterschiedliche Materialien aufweisen.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn zum Erhalt eines drehungsfreien Seils die äußeren Litzen mit einer zur zumindest einen Hybridlitze unterschiedlichen Drehrichtung verseilt sind. Da allgemein um einen Kern eines Seils gewundene bzw. verseilte Litzen unter Belastung des Seils eine Seildrehung bewirken können, kann, wenn die äußeren Litzen in einer Richtung um den Kern des Seils gewunden sind und die Drähte der Hybridlitze des Kerns in die entgegengesetzte Richtung gewunden sind, die von den äußeren Litzen und den Drähten der Hybridlitze verursachte Tendenz zur Drehung kompensiert werden. Wenn der Kern des Seils durch mehrere Hybridlitzen gebildet ist, können die Drähte aller oder zumindest eines Teils der Hybridlitzen zu den äußeren Litzen entgegengesetzt verseilt sein. Ebenso können die Hybridlitzen selbst in der zu den äußeren Litzen entgegengesetzten Drehrichtung verseilt bzw. miteinander verwunden sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zwischen den äußeren Litzen und der zumindest einen Hybridlitze eine Zwischenlage aus Kunststoff angeordnet. Dadurch wird die Querdruckstabilität der Hybridlitzen erhöht, wodurch diese im Seil ihren runden Querschnitt beibehalten. Ohne diese Zwischenlage könnten die Hybridlitzen in Folge der Querdrücke im Seil oval gedrückt werden, und es könnte zu einer Berührung der Drähte von benachbarten Litzen kommen. Durch diese Berührung kann es in Folge der permanenten Relativbewegung zu einem inneren Verschleiß und somit zu einer geringeren Lebensdauer des Seiles kommen. Diese Nachteile werden durch die Zwischenlage aus Kunststoff vermieden.
  • Vorteilhafter Weise ist der Kunststoff der Zwischenlage ein thermoplastischer Kunststoff, insbesondere Polyethylen oder Polypropylen. Diese Kunststoffe sind im Gegensatz zu Polyamid hydrophob und nehmen bei der Verwendung des Seiles im Wasser keine Feuchtigkeit auf.
  • Besonders günstig ist es, wenn zumindest zwischen zwei einander benachbarten äußeren Litzen ein Stützelement angeordnet ist, an welchem die äußeren Litzen anliegen. Vorzugsweise ist zwischen allen Paaren von benachbarten äußeren Litzen ein solches Stützelement angeordnet.
  • Hinsichtlich der Beabstandung benachbarter Litzen bzw. deren Anliegen an dem Stützelement ist es zudem vorteilhaft, wenn das Stützelement ein kreisförmiges, elliptisches oder im Wesentlichen trapezförmiges Querschnittsprofil aufweist. Kreisförmige oder elliptische Stützelemente können auf einfache Weise wie die Litzen selbst zwischen den Litzen angeordnet sein, während trapezförmige Stützelemente zudem den Vorteil aufweisen, dass die Litzen an den schrägen Seitenwänden des Trapezes besonders stabil aufliegen können.
  • Um die Belastbarkeit des Seils weiter zu steigern, kann zudem vorgesehen sein, dass die äußeren Litzen in mehreren konzentrischen Lagen um den Kern herum angeordnet sind. Die Litzen können hierbei gleiche oder unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten, nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch weiter erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Seils gemäß der Erfindung, mit einem Kern aus Hybridlitzen, um welchen äußere Litzen angeordnet sind;
    • Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer Litze des Seils aus Fig. 1; und
    • Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines Seils gemäß der Erfindung, mit in mehreren konzentrischen Lagen um den Kern angeordneten äußeren Litzen.
  • Fig. 1 zeigt ein Seil 1 mit einem Kern 2, um den herum äußere Litzen 3 angeordnet sind. Der Kern 2 ist hierbei durch zumindest eine Hybridlitze 4, im dargestellten Beispiel durch 19 Hybridlitzen 4 gebildet, deren Kern 5 (jeweils) aus Kunststofffasern gebildet ist. Um diesen Kern 5 herum sind Drähte 6 angeordnet. Zumindest ein Teil der Drähte 6 besteht aus Metall, sodass auch Drähte 6 aus anderen Materialien, die eine für die Anwendung des Seils 1 ausreichende Festigkeit aufweisen, um den Kern 5 verlaufen können.
  • Die äußeren Litzen 3 sind ebenfalls mit einem Kern 7 aus Kunststofffasern gebildet, um welchen Drähte 8 angeordnet sind. Zumindest ein Teil der Drähte 8 besteht aus Metall, sodass auch Drähte 8 aus anderen Materialien, die eine für die Anwendung des Seils 1 ausreichende Festigkeit aufweisen, um den Kern 7 der äußeren Litzen 3 verlaufen können.
  • Gemäß dem Beispiel in Fig. 1, in welchem die Hybridlitzen 4 in einer Warrington Konstruktion angeordnet sind, können die Durchmesser der Hybridlitzen 4 verschieden sein, sodass der für den Kern 2 verfügbare Raum möglichst effizient mit Hybridlitzen 4 ausgefüllt ist. Gemeinsam mit den 16 äußeren Litzen 3 ergibt sich ein Seil 1 aus 35 Hybridlitzen 3, 4, wobei, ohne dass dies der Darstellung zu entnehmen ist, vorteilhafter Weise die äußeren Litzen 3 mit einer zu den Hybridlitzen 4 unterschiedlichen Drehrichtung verseilt sind. Zwischen den äußeren Litzen 3 und den Hybridlitzen 4 des Kerns 2 ist zudem eine Zwischenlage 13 aus Kunststoff angeordnet. Vorteilhafter Weise ist zwischen einander benachbarten äußeren Litzen 3 ein im Wesentlichen trapezförmiges Stützelement 14 angeordnet, an welchem die äußeren Litzen 3 anliegen. Obwohl der Übersichtlichkeit wegen in Fig. 1 nur ein Stützelement 14 dargestellt ist, ist es günstig, wenn auch nicht zwingend erforderlich, Stützelemente 14 zwischen allen benachbarten äußeren Litzen 3 vorzusehen.
  • In Fig. 2 ist eine Litze im Querschnitt gezeigt, die gleichermaßen eine Hybridlitze 4 des Seilkerns 2 oder eine äußere Litze 3 des Seils 1 darstellt. Um den Kern 5 der Hybridlitze 4 bzw. um den Kern 7 der äußeren Litze 3 sind die Drähte 6 bzw. 8 angeordnet, wobei zwischen den Drähten 6 und dem Kern 5 bzw. zwischen den Drähten 8 und dem Kern 7 eine Zwischenlage 9 bzw. 10 aus Kunststoff angeordnet ist. Die Zwischenlage 9 bzw. 10 weist vorzugsweise eine innere Lage 11 aus unverdrillten Fäden und eine diese umgebende äußere Lage 12 aus verdrillten Fäden oder zumindest einer Kunststofffolie auf.
  • In Fig. 3 ist eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines Seils 1 gezeigt, welches, um höheren Zugbeanspruchungen standzuhalten, zwei konzentrische Lagen äußerer Litzen 3 um den Kern 2 herum aufweist. In einer nicht dargestellten Ausführungsform des Seils 1 können auch mehr als zwei konzentrische Lagen äußerer Litzen 3 um den Kern 2 herum angeordnet sein.
  • Wie aus der nachfolgenden Tabelle 1 hervorgeht, ermöglicht das erfindungsgemäße Seil 1 aufgrund seiner Bauform das Heben schwererer Lasten als ein Stahlseil gleichen Durchmessers bzw. kann, um gleich schwere Lasten zu heben, der Durchmesser des erfindungsgemäßen Seils 1 kleiner als jener eines Stahlseils sein. Tabelle 1
    Stahlseil Erfindungsgemäßes Seil
    Meerwassertiefe (m) 3.000 3.000
    Objektgewicht (kg) 300.000 300.000
    Seilgewicht in Meerwasser (kg) 233.000 82.000
    Zu hebendes Gesamtgewicht (kg) 533.000 382.000
    Seilbruchkraft (kg) 1.559.000 1.261.000
    Sicherheitsfaktor 3 3,3
    Seildurchmesser (mm) 144 128
  • Um aus einer Meerestiefe von 3000m ein 300.000kg schweres Objekt heraus zu heben, kann somit an Stelle eines Stahlseils mit einem Durchmesser von 144mm ein Seil 1 gemäß der Erfindung mit einem Durchmesser von 128mm verwendet werden. Dies ist insbesondere dann ein entscheidender Vorteil, wenn ein für das Heben des Objekts aus einer bestimmten Tiefe geeignetes Stahlseil technisch nicht oder nur sehr aufwändig hergestellt werden kann, bzw. wenn die Verwendung eines derartigen Stahlseils besonders hohe Kosten verursacht.
  • Beim erfindungsgemäßen Seil ersetzen somit lasttragende Kunststofffasern, die im Vergleich zu Stahl ein geringeres Gewicht aufweisen, einen Teil der Stahldrähte. Es handelt sich hierbei um hochfeste Synthetikfasern, die wesentliche Lastanteile übernehmen können.
  • Beispiele für - an sich bekannte - Kunststofffasern bzw. deren (bekannte) hohe Festigkeitswerte im Hinblick auf die Verwendung beim vorliegenden Seil sind in der nachfolgenden Tabelle 2 angegeben: Tabelle 2
    Material Bezeichnung - Typ Titer cN/dtex Gpa
    Aramid Technora T200W 23,95
    Aramid Technora T200 24
    Aramid Technora T221 1670 24,01
    Aramid Twaron 2200 850 20,35
    Aramid Twaron 1111 420 21,4
    Flüssigkristalliner Polyester Vectran HAT830 14,2
    Flüssigkristalliner Polyester Vectran HS1500 2,8
    Hochmodulares Polyethylen Dyneema SK38 6600 16,5 1,6
    Hochmodulares Polyethylen Dyneema SK62 2640 28,6 2,8
    Hochmodulares Polyethylen Dyneema SK65 880 30,8 3
    Hochmodulares Polyethylen Dyneema SK75 2640 33,5 3,3
    Hochmodulares Polyethylen Dyneema SK75 1760 35,1 3,4
    Hochmodulares Polyethylen Dyneema SK78 1760 35,1 3,4
    Hochmodulares Polyethylen Spectra 900 6222 25,5 2,18
    Hochmodulares Polyethylen Spectra 1000 2888 2,91
    Hochmodulares Polyethylen Spectra 2000 200 3,25
    Karbon Kohlefaser HAT 3,53
    Karbon Kohlefaser UMS 4,56
    Polyoxadiazobenzimidazol Zylon alle Typen 35

Claims (12)

  1. Seil (1) mit kreisförmigem Querschnitt, mit einem Kern (2), der durch zumindest eine Hybridlitze (4) gebildet ist, deren Litzen-Kern (5) aus Kunststofffasern gebildet ist und um den herum zumindest teilweise metallische Drähte (6) angeordnet sind, und mit um den Kern (2) herum angeordneten äußeren Litzen (3), dadurch gekennzeichnet, dass alle äußeren Litzen (3) mit einem Kern (7) aus Kunststofffasern, um welchen Kern (7) herum zumindest teilweise metallische Drähte (8) angeordnet sind, gebildet sind, wobei das Seil (1) über den Seilquerschnitt im Wesentlichen gleiche Dehnungseigenschaften aufweist.
  2. Seil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Drähten (6) und dem Kern (5) zumindest einer Hybridlitze (4) eine Zwischenlage (9) aus Kunststoff angeordnet ist.
  3. Seil (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenlage (9) Fäden aus Kunststoff, insbesondere Polyester, Aramid, flüssigkristallinem Polyester, Polyoxadiazobenzimidazol oder hochmodularem Polyethylen, aufweist.
  4. Seil (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenlage (9) eine innere Lage (11) aus unverdrillten Fäden und eine diese umgebende äußere Lage (12) aus verdrillten Fäden oder zumindest einer Kunststofffolie aufweist.
  5. Seil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (2) durch mehrere Hybridlitzen (4) mit zueinander unterschiedlichen Durchmessern gebildet ist.
  6. Seil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofffasern des Kerns (5) der zumindest einen Hybridlitze (4) und/oder gegebenenfalls des Kerns (7) der äußeren Litzen (3) Aramid, flüssigkristallinen Polyester, Polyoxadiazobenzimidazol, hochmodulares Polyethylen oder Karbon aufweisen.
  7. Seil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Litzen (3) mit einer zur zumindest einen Hybridlitze (4) unterschiedlichen Drehrichtung verseilt sind.
  8. Seil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den äußeren Litzen (3) und der zumindest einen Hybridlitze (4) eine Zwischenlage (13) aus Kunststoff angeordnet ist.
  9. Seil (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff der Zwischenlage (13) ein thermoplastischer Kunststoff, insbesondere Polyethylen oder Polypropylen, ist.
  10. Seil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwischen zwei einander benachbarten äußeren Litzen (3) ein Stützelement (14) angeordnet ist, an welchem die äußeren Litzen (3) anliegen.
  11. Seil (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (14) ein kreisförmiges, elliptisches oder im Wesentlichen trapezförmiges Querschnittsprofil aufweist.
  12. Seil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Litzen (3) in mehreren konzentrischen Lagen um den Kern (2) herum angeordnet sind.
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