EP3325710B1 - Seil aus textilem fasermaterial - Google Patents

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EP3325710B1
EP3325710B1 EP16741914.2A EP16741914A EP3325710B1 EP 3325710 B1 EP3325710 B1 EP 3325710B1 EP 16741914 A EP16741914 A EP 16741914A EP 3325710 B1 EP3325710 B1 EP 3325710B1
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EP
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rope
core
winding
tensile element
strands
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EP16741914.2A
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English (en)
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Peter Baldinger
Björn ERNST
Gunter Kaiser
Rudolf Kirth
Erich RÜHRNÖSSL
Robert Traxl
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Teufelberger Fiber Rope GmbH
Original Assignee
Teufelberger Fiber Rope GmbH
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Definitions

  • the present invention relates to a rope made of textile fiber material for applications in which diagonal pull can occur.
  • the arrangement of the rope sheaves often means that the ropes run up and down at a lateral deflection angle when running over the rope sheaves.
  • the lateral rope deflection angle that occurs between the rope and the sheave is also called the diagonal pull angle.
  • ropes that are essentially rotation-free e.g. designed in such a way that the torques of the individual rope elements, such as strands, cancel each other out under load
  • ropes that are essentially rotation-free can also be twisted when diagonal pull occurs.
  • This twisting of the rope can occur locally, for example in applications with diagonal pull, e.g. in the case of multiple reeving in pulley blocks or an oblique pull-off from the drum to the first deflection sheave and can therefore also affect rotation-free ropes.
  • rotation-resistant ropes in particular lose their service life, more than non-rotation-resistant ropes, since the load redistribution between the individual strand layers is more pronounced due to the different directions of lay of the strand layers ( Source: Weber, Tobias: Contribution to the investigation of the service life behavior of wire ropes under a combined stress of tension, bending and torsion. Dissertation University of Stuttgart, 2013, print-on-demand, full text: http://elib.uni-stuttgart.de/opus/volltexte/2013/8663 ).
  • the WO 2015/001476 describes a flexible cable for furling a sail.
  • the core of the cable which can consist of fiber material, is covered with rubber, which includes fiber strands running in different directions.
  • the rubber is vulcanized, resulting in a strong bond between the core of the cable and the rubber layer.
  • a tension cable for a wind power generation system using an aircraft is known. Spirals are arranged around the core of the cable, which can optionally include signal strands or electrical strands.
  • the CA1234520 describes the manufacture of a cable in which parallel filaments are compacted and then completely wrapped with a tape so as to be protected against an externally applied polyurethane coating.
  • the object of the present invention is to provide a rope made of textile fiber material which is better protected against twisting when diagonal pull occurs.
  • the present invention provides a rope made of textile fiber material for applications in which diagonal pull can occur, available, which is characterized in that the rope is a core/sheath rope, the core and the sheath of which consist essentially of textile fiber material Core is stranded or braided and the core and / or if the core is in the form of several strands, at least a part of the strands, preferably all strands of the core, is positively wound with a tension element / are.
  • the term "rope made of textile fiber material” means that the main components of the rope, in particular its supporting elements, are made of textile fiber material, such as strands made of synthetic fibers.
  • the rope according to the invention can also have components made of other materials, such as materials impregnating the rope or rope components, or also individual non-textile strands with a special function, e.g. for the transmission of electrical signals.
  • the core and the sheath of the rope essentially consist of textile fiber material, although additional materials such as individual non-textile strands are also possible here.
  • the core of the rope according to the invention is stranded, ie the strands forming the core of the rope are twisted together.
  • the strands of the core can be braided.
  • the core of the cable according to the invention can be present as a single core, ie as a single strand of strands that are twisted or braided together.
  • the core may be in the form of multiple strands.
  • the strands can run parallel to one another or, in turn, be twisted or intertwined with one another.
  • a tension element is wound around the core in a non-positive manner. This winding is therefore present between the core and the cladding.
  • This winding ensures that the rope twists as little as possible when it is used, especially if it is pulled diagonally.
  • Tension element and “force-locking winding” means elements and their attachment that prevent twisting of the rope as far as possible.
  • the twisting of the cable should only be prevented by winding the core with the tension element. Further impregnation of the rope is possible, but not necessary.
  • the tension element is wound around the core of the rope or optionally the strands of the core with a pretension of at least 1%, preferably at least 2%, particularly preferably at least 3% of the maximum tensile force of the tension element.
  • At least one winding with a gap to the next winding is present within a winding layer. It has been shown that spacing the individual turns is advantageous since the rope is more flexible.
  • the windings do not have to be spaced by gaps over the entire length of the rope. It is important that gaps are provided in that area of the rope which will be bent during use (e.g. over a drum or traction sheave).
  • the pulling element is wound in at least two winding layers around the core of the cable or, if appropriate, the strands of the core.
  • the wrapping layers can particularly preferably differ in terms of their wrapping direction.
  • one layer can thus be wound around the cable in the "S” direction and the second layer applied above it in the "Z” direction.
  • the gap between two windings should preferably be selected at least large enough that it does not close when the cable bends with a bending radius of five times the outer diameter of the cable on the side of the cable that shortens during the bend.
  • the starting point is the winding length W, which results from the width of the tension element plus the gap between two windings.
  • the winding length W or W n does not have to be constant over the length of the rope.
  • At least 30%, preferably at least 50%, particularly preferably at least 80% of the surface of the core of the rope or possibly the strands of the core are covered by the winding or the windings with the tension element within a winding layer.
  • the tension element provided according to the invention is particularly preferably in the form of a band.
  • the width of the band B is preferably from 0.5 * d n to 2 * d n .
  • the width of the tape can be constant across the different wrap layers.
  • tapes of different widths can be used.
  • a tape with a different width than that of the previous wrapping layer can be used for each wrapping layer.
  • the material of the core of the rope according to the invention consists preferably of high-strength fibers.
  • the fibers can be selected from the fiber types UHMWPE, Aramid, LCP, PBO, PET, PA, PP, PE and mixtures thereof.
  • the material of the sheath of the rope according to the invention preferably consists of high-strength fibers, which can be selected from the fiber types UHMWPE, aramid, LCP, PBO, PET, PA, PP, PE and mixtures thereof.
  • the material of the tension element can be selected from the fiber types UHMWPE, Aramide, LCP, PBO, PET, PA, PP, PE and mixtures thereof.
  • Band-shaped traction elements are preferably in woven form.
  • the diameter of the cable according to the invention is 6 mm and more, in particular up to 200 mm and more.
  • the rope according to the invention is preferably characterized in that it is twisted by less than 10°/100d when loaded between 0% and 40% of its actual breaking load (according to ISO 2307), where d is the diameter of the rope with sheath in mm.
  • the tension element is wound around the core of the cable or optionally the strands of the core with a pretension of at least 1%, preferably at least 2%, particularly preferably at least 3% of the maximum tensile force of the tension element.
  • the core of the rope or possibly the strands of the core is kept under pretension during winding with the traction element, in particular at a pretension of 0.1% to 40% of the breaking load of the core or possibly the strands of the core.
  • the present invention also relates to the use of the rope according to the invention in applications where diagonal pull can occur, in particular as a carrying/hauling rope in cranes, e.g , e.g. drilling rigs, piling rigs and cable excavators.
  • cranes e.g , e.g. drilling rigs, piling rigs and cable excavators.
  • figure 1 shows a preferred embodiment of the rope according to the invention. Only the core 1 of the rope is shown schematically.
  • the core 1 has a diameter d o and consists of twisted or braided textile fiber material (not shown).
  • the rope also has a sheath made of textile fiber material, which is not shown here.
  • the core 1 is wound with a tension element 2, which is in the form of a strip in the preferred embodiment shown here.
  • the winding 2 is in the finished rope between the core 1 and the sheath (not shown).
  • Gaps with a width L 1 are provided between the turns.
  • the windings have a winding length W 1 which results from the width B 1 of the tension element 2 and the gap L 1 .
  • the surface of the core 1 is 50% or more, in particular 80% or more, covered by the tension element.
  • the diameter of the wound core 1 is d 1 .
  • figure 2 1 shows an embodiment with two winding layers 2' and 2".
  • the winding layers 2' and 2" are wound around the core 1 in different winding directions. Gaps are provided between the respective windings in both winding layers.
  • a winding length W 2 thus also results in the second wrapped layer from the width B 2 of the tension element in this wrapped layer and the gap L 2 in this wrapped layer. Furthermore, the diameter of the wound core 1 is d 2 .
  • the width B 1 and B 2 of the tension element can be different in the two wrapping layers, as can the length of the gaps L 1 and L 2 .
  • the length of the gaps L 1 and L 2 must be constant over the length of the cable, but can vary or, in particular, no gaps can be provided at locations on the cable that are not bent during use.
  • figure 3 shows schematically the measurement method by which it can be determined whether the provided gaps L 1 have the preferred minimum length according to the invention: the core 1 wound with the tension element 2 is bent over an element, eg a disc 3 .
  • the diameter D of the disk 3 is 10 times the outer diameter of the rope with the sheath d a (not shown). If the gaps L 1 do not close when the cable is bent over the sheave 3 on the side that shortens during the bend, then they have the required minimum length and also meet the formulas given above.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Seil aus textilem Fasermaterial für Anwendungen, in denen Schrägzug auftreten kann.
  • Es ist bekannt, dass Seile in Anwendungen, in denen Schrägzug auftritt, um ihre Längsachse verdreht werden.
  • In Seiltrieben von Kranen, aber auch bei anderen Anwendungen, führt die Anordnung der Seilscheiben vielfach dazu, dass die Seile beim Lauf über die Seilscheiben unter einem seitlichen Ablenkwinkel auf- und ablaufen. Der seitliche Seilablenkwinkel, der sich zwischen Seil und Scheibe einstellt, wird auch Schrägzugwinkel genannt.
  • Insbesondere ist bekannt, dass nicht-drehungsfreie geschlagene Seile unter Last auf Grund ihrer "Helix" das Bestreben haben, sich aufzudrehen, wenn sie nicht beidseitig drehsteif befestigt sind.
  • Aber auch im Wesentlichen drehungsfreie Seile (die z.B. so konstruiert sind, dass sich die Drehmomente der einzelnen Seilelemente wie z.B. Litzen unter Last gegenseitig aufheben) können bei Auftritt von Schrägzug verdreht werden.
  • Unter drehungsreifen Seilen versteht der Fachmann alle Seile, deren Verdrehung bei nicht drehsteifer Befestigung unter einer Belastung von S/d2 = 0 bis S/d2 = 150 N/mm2 die Verdrehung < 360°/1000d ist, wobei d den Durchmesser des Seiles bedeutet (Feyrer 2000, Drahtseile, Springer Verlag).
  • In Abhängigkeit der Seilkonstruktion führt eine Verdrehung des Seiles um dessen Längsachse zu einer Lastumverteilung zwischen den tragenden Elementen (Drähte, Fasern, Litzen etc). Als Folge dieser Lastumverteilung werden einzelne Elemente entlastet und andere Elemente überlastet. Die Lebensdauer des Seiles wird in Folge dieser Lastumverteilung zwischen den tragenden Elementen reduziert.
  • Diese Verdrehung des Seiles kann lokal erfolgen, etwa bei Anwendungen mit Schrägzug, z.B. im Falle einer Mehrfacheinscherung bei Flaschenzügen oder eines schrägen Abzuges von der Trommel auf die erste Umlenkscheibe und kann daher auch drehungsfreie Seile betreffen.
  • Tatsächlich verlieren insbesondere drehungsfreie Seile dabei an Lebensdauer, und zwar mehr als nicht-drehungsfreie Seile, da die Lastumverteilung zwischen den einzelnen Litzenlagen aufgrund der unterschiedlichen Schlagrichtungen der Litzenlagen ausgeprägter ist (Quelle: Weber, Tobias: Beitrag zur Untersuchung des Lebensdauerverhaltens von Drahtseilen unter einer kombinierten Beanspruchung aus Zug, Biegung und Torsion. Dissertation Universität Stuttgart, 2013, Print-on-demand, Volltext: http://elib.uni-stuttgart.de/opus/volltexte/2013/8663).
  • Da Schrägzug in vielen Anwendungen konstruktiv nicht vermieden werden kann, ist zum Unterbinden von lokaler Verdrehung (Konsequenz auf Lebensdauer s.o.) eine möglichst hohe Drehsteifigkeit erwünscht.
  • Die WO 2015/001476 beschreibt ein biegsames Kabel zum Aufrollen eines Segels. Der Kern des Kabels, der aus Fasermaterial bestehen kann, wird mit Kautschuk ummantelt, welcher in verschiedene Richtungen verlaufende Faserstränge umfasst. Der Kautschuk wird vulkanisiert, sodass eine feste Bindung zwischen dem Kern des Kabels und der Kautschukschicht resultiert.
  • Aus der EP 2 868 917 A1 ist ein Spannseil für ein Windenergieerzeugungssystem mittels eines Luftfahrzeuges bekannt. Um den Kern des Seiles sind Spiralen angeordnet, welche gegebenenfalls Signalstränge oder elektrische Stränge umfassen können.
  • Die CA 1234520 beschreibt die Herstellung eines Kabels, wobei parallel liegende Filamente kompaktiert und dann vollständig mit einem Band umwickelt werden, um so gegen eine außen aufgebrachte Polyurethanbeschichtung geschützt zu sein.
  • Aus der US 7,399,018 ist eine Seilschlinge bekannt, die insbesondere im Bereich des Spleisses mit einem spiralförmig aufgeschnittenen Rohr aus Polyurethan umgeben ist.
  • Weiterer Stand der Technik ist aus der US 2009/282801 A1 , der US 2 737 075 A , der WO 2006/118465 A1 , der DE 200 21 529 U1 sowie der WO 98/50621 bekannt.
  • Die vorliegende Erfindung stellt sich zur Aufgabe, ein Seil aus textilem Fasermaterial zur Verfügung zu stellen, welches besser gegenüber einer Verdrehung beim Auftreten von Schrägzug geschützt ist.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Seil gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Seiles ergeben sich aus den Unteransprüchen.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
    • Figur 1 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Umwindung des Kernes des Seiles.
    • Figur 2 zeigt schematisch eine zweilagige Umwindung des Kernes.
    • Figur 3 zeigt schematisch die Testmethode zur Feststellung, ob die in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehene Lücke zwischen zwei Umwindungen ausreichend groß ist.
    DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Seil aus textilem Fasermaterial für Anwendungen, in denen Schrägzug auftreten kann, zur Verfügung, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass das Seil ein Kern/Mantel-Seil ist, dessen Kern und dessen Mantel im wesentlichen aus textilem Fasermaterial bestehen, dessen Kern verseilt oder verflochten ist und dessen Kern und/oder, wenn der Kern in Form mehrerer Stränge vorliegt, zumindest ein Teil der Stränge, bevorzugt alle Stränge des Kerns, kraftschlüssig mit einem Zugelement umwunden ist/sind. Der Begriff "Seil aus textilem Fasermaterial" bedeutet dabei, dass die wesentlichen Bestandteile des Seiles, insbesondere seine tragenden Elemente aus textilem Fasermaterial, wie z.B. Litzen aus Kunstfasern, bestehen. Das erfindungsgemäße Seil kann auch Bestandteile aus anderen Materialien aufweisen, wie z.B. das Seil oder Seilbestandteile imprägnierende Materialien oder auch einzelne nicht-textile Litzen mit spezieller Funktion, z.B. zur Übertragung elektrischer Signale.
  • Der Kern und der Mantel des Seiles bestehen im Wesentlichen aus textilem Fasermaterial, wobei insbesondere auch hier zusätzliche Materialien, wie z.B. einzelne nicht-textile Litzen möglich sind.
  • Der Kern des erfindungsgemäßen Seiles ist verseilt, d.h. dass die den Kern des Seiles bildenden Litzen miteinander verdreht sind. Alternativ können die Litzen des Kerns verflochten sein.
  • Der Kern des erfindungsgemäßen Seiles kann als einzelner Kern, also als ein einzelner Strang aus miteinander verdrehten oder verflochtenen Litzen, vorliegen. Alternativ dazu kann der Kern in Form von mehreren Strängen vorliegen. Die Stränge können parallel nebeneinander verlaufen oder auch wiederum miteinander verdreht oder verflochten sein. Erfindungsgemäß ist der Kern kraftschlüssig mit einem Zugelement umwunden. Diese Umwindung liegt somit zwischen Kern und Mantel vor.
  • Mit dieser Umwindung wird sichergestellt, dass sich das Seil bei seiner Anwendung, insbesondere im Falle, dass ein Schrägzug auftritt, möglichst wenig verdreht.
  • Unter "Zugelement" und "kraftschlüssige Umwindung" sind somit Elemente sowie deren Anbringung gemeint, die eine Verdrehung des Seiles weitest möglich verhindern.
  • Dabei soll die Verdrehung des Seiles lediglich durch die Umwindung des Kernes mit dem Zugelement verhindert werden. Eine darüber hinaus gehende Imprägnierung des Seiles ist möglich, aber nicht erforderlich.
  • Wenn der Kern, wie oben dargestellt, aus mehreren Strängen besteht, so kann die Umwindung in folgenden Möglichkeiten vorliegen:
    1. a) Es ist der gesamte Kern (also alle Stränge gemeinsam) umwunden
    2. b) Es sind zumindest ein Teil der Stränge, bevorzugt sämtliche Stränge, einzeln umwunden
    3. c) Eine Kombination von a) und b)
  • Erfindungsgemäß ist das Zugelement mit einer Vorspannung von mindestens 1%, bevorzugt mindestens 2%, besonders bevorzugt mindestens 3% der Höchstzugkraft des Zugelementes um den Kern des Seiles bzw. gegebenenfalls die Stränge des Kerns gewunden.
  • Aufgrund dieser Vorspannung kann eine besonders wirksame kraftschlüssige Umwindung zur Verhinderung der Verdrehung des Seiles erzielt werden.
  • Erfindungsgemäß liegt innerhalb einer Umwindelage zumindest eine Umwindung mit einer Lücke zur nächsten Umwindung vor. Es hat sich gezeigt, dass eine Beabstandung der einzelnen Umwindungen von Vorteil ist, da das Seil besser biegsam ist.
  • Die Umwindungen müssen dabei nicht über die gesamte Länge des Seiles mittels Lücken beabstandet sein. Wichtig ist, dass Lücken in jenem Bereich des Seiles, welches während seiner Anwendung gebogen wird (z.B. über eine Trommel oder Treibscheibe), vorgesehen sind.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Zugelement in zumindest zwei Umwindelagen um den Kern des Seiles bzw. gegebenenfalls die Stränge des Kerns gewunden. Dabei können sich besonders bevorzugt die Umwindelagen hinsichtlich ihrer Umwinderichtung unterscheiden.
  • Im Falle von zwei Umwindelagen kann somit eine Lage in "S"-Richtung und die zweite, darüber angebrachte Lage in "Z"-Richtung um das Seil gewunden sein.
  • Die Lücke zwischen zwei Umwindungen soll bevorzugt zumindest so groß gewählt werden, dass sie sich bei einer Biegung des Seiles mit einem Biegeradius des fünffachen Außendurchmessers des Seiles auf der sich bei der Biegung verkürzenden Seite des Seiles nicht schließt.
  • Mathematisch kann dies durch folgende Formeln ausgedrückt werden:
    Ausgegangen wird von der Windelänge W, welche sich aus der Breite des Zugelementes zuzüglich der zwischen zwei Umwindungen befindlichen Lücke ergibt.
  • Die Lücke L ist als Bestandteil der Windelänge W bzw. im Falle von mehreren Umwindelagen als Bestandteil der jeweiligen Windelänge Wn in der n-ten Lage der Umwindung wie folgt definiert: W n = B n * 1 + L n ,
    Figure imgb0001
     wobei die Abkürzungen folgende Bedeutungen haben:
    • Wn = Windelänge des Zugelementes in der n-ten Lage der Umwindung in mm
    • Bn = Breite des Zugelementes in der n-ten Lage der Umwindung in mm
    • Ln = Lücke des Zugelementes zwischen zwei benachbarten Umwindungen in der n-ten Lage der Umwindung in Prozent.
  • Gemäß der bevorzugten Ausführung der Lücke beträgt der prozentuelle Wert der Lücke dann: L n > D + d n 2 D − 1 * 100 = 10 d a + d n 2 10 d a − 1 * 100 ,
    Figure imgb0002
     wobei die Abkürzungen folgende Bedeutungen haben:
    • Ln bedeutet die Lücke zwischen zwei Umwindungen der selben Umwindelage in %,
    • D bedeutet den Durchmesser einer Vorrichtung, z.B. einer Scheibe, um welche das Seil gebogen wird, wobei D der zehnfache Wert des Außendurchmessers da des Seils ist,
    • dn bedeutet den jeweiligen Außendurchmesser des Kerns samt Umwindelagen bis zur n-ten Lage, die umwunden wird
    • n: Anzahl der Lagen des Umwindematerials
    • da bedeutet den Außendurchmesser des Seiles mit Mantel
  • Alle Längenangaben sind in mm einzusetzen.
  • Die Windelänge W bzw. Wn muss dabei über die Länge des Seiles nicht konstant sein. Wie oben erwähnt, ist es insbesondere günstig, wenn im Bereich des Seiles, welches während seiner Anwendung gebogen wird, Lücken vorgesehen sind, die dann bevorzugt den obigen Formeln genügen. An anderen Stellen können keine Lücken oder auch Lücken, welche den obigen Formeln nicht genügen, vorgesehen sein.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind innerhalb einer Umwindelage zumindest 30%, bevorzugt zumindest 50%, besonders bevorzugt zumindest 80% der Oberfläche des Kerns des Seiles bzw. gegebenenfalls der Stränge des Kerns von der Umwindung oder den Umwindungen mit dem Zugelement abgedeckt.
  • Das erfindungsgemäß vorgesehene Zugelement liegt besonders bevorzugt in Form eines Bandes vor.
  • Die Breite des Bandes B beträgt dabei bevorzugt von 0,5∗dn bis 2∗dn.
  • Die Breite des Bandes kann über die verschiedenen Umwindelagen hinweg konstant sein. Alternativ dazu können Bänder mit unterschiedlicher Breite eingesetzt werden. Z.B. kann je Umwindelage ein Band mit einer anderen Breite als jenes der vorhergehenden Umwindelage eingesetzt werden.
  • Das erfindungsgemäß vorgesehene Zugelement weist bevorzugt eine Zugfestigkeit von Fmin ≥ µ∗S auf, wobei
    • µ den Gleitreibungskoeffizient zwischen zwei Lagen des Zugelements und
    • S die maximale Zugkraft des Seiles
    • bedeuten.
  • Das Material des Kerns des erfindungsgemäßen Seiles besteht bevorzugt aus hochfesten Fasern. Die Fasern können aus den Fasergattungen UHMWPE, Aramid, LCP, PBO, PET, PA, PP, PE sowie Mischung daraus ausgewählt werden.
  • Ebenso besteht das Material des Mantels des erfindungsgemäßen Seiles bevorzugt aus hochfesten Fasern, die aus den Fasergattungen UHMWPE, Aramid, LCP, PBO, PET, PA, PP, PE sowie Mischungen daraus ausgewählt werden können.
  • Das Material des Zugelementes kann aus den Fasergattungen UHMWPE, Aramide, LCP, PBO, PET, PA, PP, PE sowie Mischungen daraus ausgewählt werden. Bandförmige Zugelemente liegen bevorzugt in gewebter Form vor.
  • Der Durchmesser des erfindungsgemäßen Seiles beträgt 6 mm und mehr, insbesondere bis 200 mm und mehr.
  • Bevorzugt ist das erfindungsgemäße Seil dadurch gekennzeichnet, dass es bei Belastung zwischen 0% und 40% seiner tatsächlichen Bruchlast (gemäß ISO 2307) um weniger als 10°/100d verdreht wird, wobei d den Durchmesser des Seiles mit Mantel in mm bedeutet.
  • Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Seils dienen Verfahren mit den Merkmalen gemäß des Anspruchs 11 oder 12.
  • Erfindungsgemäß wird das Zugelement mit einer Vorspannung von mindestens 1%, bevorzugt mindestens 2%, besonders bevorzugt mindestens 3% der Höchstzugkraft des Zugelementes um den Kern des Seiles bzw. gegebenenfalls die Stränge des Kerns gewunden.
  • Weiters bevorzugt wird auch der Kern des Seiles bzw. gegebenenfalls die Stränge des Kerns während des Umwindens mit dem Zugelement bei einer Vorspannung gehalten, insbesondere bei einer Vorspannung von 0,1% bis 40% der Bruchlast des Kernes bzw. gegebenenfalls der Stränge des Kerns.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung des erfindungsgemäßen Seiles in Anwendungen, bei denen Schrägzug auftreten kann, insbesondere als Trag-/Zugseil in Kranen, z.B. Turmdrehkranen, Mobilkranen, Raupenkranen und Offshorekranen, in Hubwinden, insbesondere für das einsträngige Heben ungeführter Lasten und in Baugeräten, z.B. Bohrgeräten, Rammgeräten und Seilbaggern.
    • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Figur 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Seiles. Gezeigt ist dabei schematisch nur der Kern 1 des Seiles. Der Kern 1 hat einen Durchmesser do und besteht aus gedrehtem oder verflochtenem textilen Fasermaterial (nicht dargestellt). In an sich bekannter Weise weist das Seil zusätzlich einen Mantel aus textilem Fasermaterial auf, der hier nicht dargestellt ist. Erfindungsgemäß ist der Kern 1 mit einem Zugelement 2 umwunden, welches in der hier gezeigten bevorzugten Ausführungsform bandförmig ist. Die Umwindung 2 liegt im fertigen Seil zwischen Kern 1 und dem Mantel (nicht dargestellt).
  • Zwischen den Umwindungen sind Lücken mit einer Breite L1 vorgesehen. Dadurch weisen die Umwindungen eine Windelänge W1 auf, die sich aus der Breite B1 des Zugelementes 2 und der Lücke L1 ergibt. Die Oberfläche des Kerns 1 ist zu 50% oder mehr, insbesondere 80% oder mehr vom Zugelement abgedeckt.
  • Zusammen mit dieser Umwindelage ergibt sich ein Durchmesser des umwundenen Kerns 1 von d1.
  • Figur 2 zeigt eine Ausführungsform mit zwei Umwindelagen 2' und 2". Die Umwindelagen 2' und 2" sind dabei in unterschiedlichen Umwinderichtungen um den Kern 1 gewunden. In beiden Umwindelagen sind Lücken zwischen den jeweiligen Umwindungen vorgesehen. Es ergibt sich somit auch in der zweiten Umwindelage eine Windelänge W2 aus der Breite B2 des Zugelementes in dieser Umwindelage und der Lücke L2 in dieser Umwindelage. Weiters ergibt sich ein Durchmesser des umwundenen Kerns 1 von d2.
  • Wie oben erwähnt, kann die Breite B1 und B2 des Zugelementes in den beiden Umwindelagen unterschiedlich sein, ebenso die Länge der Lücken L1 und L2. Zudem müssen die Länge der Lücken L1 und L2 über die Länge des Seiles konstant sein, sondern können variieren bzw. können insbesondere an Stellen des Seiles, die beim Gebrauch nicht gebogen werden, auch keine Lücken vorgesehen sein.
  • Figur 3 zeigt schematisch die Messmethode, anhand derer festgestellt werden kann, ob die vorgesehenen Lücken L1 die erfindungsgemäß bevorzugte Mindestlänge haben: Der mit dem Zugelement 2 umwundene Kern 1 wird über ein Element, z.B. eine Scheibe 3 gebogen. Der Durchmesser D der Scheibe 3 beträgt das 10-fache des Außendurchmessers des Seiles mit Mantel da (nicht dargestellt). Wenn sich die Lücken L1 beim Biegen des Seiles über die Scheibe 3 auf der sich bei der Biegung verkürzenden Seite nicht schließen, dann weisen sie die erforderliche Mindestlänge auf und erfüllen auch die oben angegebenen Formeln.

Claims (15)

  1. Seil aus textilem Fasermaterial für Anwendungen, in denen Schrägzug auftreten kann, wobei das Seil ein Kern/Mantel-Seil ist, dessen Kern (1) und dessen Mantel im Wesentlichen aus textilem Fasermaterial bestehen, wobei die den Kern (1) des Seiles bildenden Litzen miteinander verdreht oder verflochten sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (1) kraftschlüssig mit einem Zugelement (2, 2', 2") umwunden ist, wobei das Zugelement (2, 2', 2") mit einer Vorspannung von mindestens 1%, bevorzugt mindestens 2%, besonders bevorzugt mindestens 3% der Höchstzugkraft des Zugelementes (2, 2', 2") um den Kern (1) des Seiles gewunden ist, wobei innerhalb einer Umwindelage (2', 2") eine Umwindung mit einer Lücke (L1, L2) zur nächsten Umwindung vorliegt.
  2. Seil aus textilem Fasermaterial für Anwendungen, in denen Schrägzug auftreten kann, wobei das Seil ein Kern/Mantel-Seil ist, dessen Kern (1) und dessen Mantel im Wesentlichen aus textilem Fasermaterial bestehen, wobei der Kern (1) des Seiles mehrere Stränge aufweist, wobei ein Strang aus miteinander verdrehten oder verflochtenen Litzen hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern in Form mehrerer parallel nebeneinander verlaufender oder miteinader verdrehter oder miteinander verflochtener Stränge vorliegt und zumindest ein Teil der Stränge, bevorzugt alle Stränge des Kerns, einzeln kraftschlüssig mit einem Zugelement (2, 2', 2") umwunden ist/sind, wobei das Zugelement (2, 2', 2") mit einer Vorspannung von mindestens 1%, bevorzugt mindestens 2%, besonders bevorzugt mindestens 3% der Höchstzugkraft des Zugelementes (2, 2', 2") um die Stränge des Kerns gewunden ist, wobei innerhalb einer Umwindelage (2', 2") eine Umwindung mit einer Lücke (L1, L2) zur nächsten Umwindung vorliegt.
  3. Seil gemäß Anspruch 2, wobei der gesamte Kern (1) kraftschlüssig mit einem weiteren Zugelement (2, 2', 2") umwunden ist, welches mit einer Vorspannung von mindestens 1%, bevorzugt mindestens 2%, besonders bevorzugt mindestens 3% der Höchstzugkraft des Zugelementes (2, 2', 2") um den Kern (1) des Seiles gewunden ist.
  4. Seil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (2) in zumindest zwei Umwindelagen (2', 2") um den Kern des Seiles beziehungsweise gegebenenfalls die Stränge des Kerns gewunden ist.
  5. Seil gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwindelagen (2', 2") sich hinsichtlich der Umwinderichtung unterscheiden.
  6. Seil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lücke (L1, L2) zwischen zwei Umwindungen zumindest so groß gewählt ist, dass sie sich bei einer Biegung des Seiles mit einem Biegeradius des fünffachen Durchmessers des Seiles auf der sich bei der Biegung verkürzenden Seite des Seiles nicht schließt.
  7. Seil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest 30%, bevorzugt zumindest 50%, besonders bevorzugt zumindest 80% der Oberfläche des Kerns (1) des Seiles beziehungsweise gegebenenfalls der Stränge des Kerns von der Umwindung oder den Umwindungen (2, 2', 2") mit dem Zugelement abgedeckt sind.
  8. Seil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (2, 2', 2") in Form eines Bandes vorliegt.
  9. Seil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (2, 2', 2") eine Zugfestigkeit von Fmin≥ µ∗S aufweist, wobei
    µ den Gleitreibungskoeffizient zwischen zwei Lagen des Zugelements und
    S die maximale Zugkraft des Seiles
    bedeuten.
  10. Seil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Seil bei Belastung zwischen 0% und 40% seiner tatsächlichen Bruchlast um weniger als 10°/100d verdreht wird, wobei d den Durchmesser des Seiles mit Mantel bedeutet.
  11. Verfahren zur Herstellung eines Seiles gemäß Anspruch 1, gegebenenfalls in Kombination mit einem der Ansprüche 4 bis 10, wobei das Seil ein Kern/Mantel-Seil ist, dessen Kern (1) und dessen Mantel im Wesentlichen aus textilem Fasermaterial bestehen, wobei die den Kern (1) des Seiles bildenden Litzen miteinander verdreht oder verflochten sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (1) des Seiles kraftschlüssig mit einem Zugelement (2, 2', 2") umwunden wird, wobei das Zugelement (2, 2', 2") mit einer Vorspannung von mindestens 1%, bevorzugt mindestens 2%, besonders bevorzugt mindestens 3% der Höchstzugkraft des Zugelementes (2, 2', 2") um den Kern (1) des Seiles gewunden wird, wobei innerhalb einer Umwindelage (2', 2") eine Umwindung mit einer Lücke (L1, L2) zur nächsten Umwindung vorliegt.
  12. Verfahren zur Herstellung eines Seiles gemäß Anspruch 2, gegebenenfalls in Kombination mit einem der Ansprüche 3 bis 10, wobei das Seil ein Kern/Mantel-Seil ist, dessen Kern (1) und dessen Mantel im Wesentlichen aus textilem Fasermaterial bestehen, wobei der Kern (1) des Seiles mehrere Stränge aufweist, wobei ein Strang aus miteinander verdrehten oder verflochtenen Litzen hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern in Form mehrerer parallel nebeneinander verlaufender oder miteinader verdrehter oder miteinander verflochtener Stränge vorliegt, zumindest ein Teil der Stränge, bevorzugt alle Stränge des Kerns, einzeln kraftschlüssig mit einem Zugelement (2, 2', 2") umwunden wird/werden, wobei das Zugelement (2, 2', 2") mit einer Vorspannung von mindestens 1%, bevorzugt mindestens 2%, besonders bevorzugt mindestens 3% der Höchstzugkraft des Zugelementes (2, 2', 2") um den Kern (1) des Seiles bzw. gegebenenfalls die Stränge des Kerns gewunden wird, wobei innerhalb einer Umwindelage (2', 2") eine Umwindung mit einer Lücke (L1, L2) zur nächsten Umwindung vorliegt.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei der gesamte Kern (1) kraftschlüssig mit einem weiteren Zugelement (2, 2', 2") umwunden wird, welches mit einer Vorspannung von mindestens 1%, bevorzugt mindestens 2%, besonders bevorzugt mindestens 3% der Höchstzugkraft des Zugelementes (2, 2', 2") um den Kern (1) des Seiles gewunden wird.
  14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (1) des Seiles beziehungsweise gegebenenfalls die Stränge des Kerns während des Umwindens mit dem Zugelement (2, 2', 2") bei einer Vorspannung von 0,1 % bis 40% der Bruchlast des Kernes bzw. gegebenenfalls der Stränge des Kerns gehalten wird/werden.
  15. Verwendung eines Seiles gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 in Anwendungen, bei denen Schrägzug auftreten kann, insbesondere als Trag-/Zugseil in Kranen, zum Beispiel Turmdrehkranen, Mobilkranen, Raupenkranen und Offshorekranen, in Hubwinden, insbesondere für das einsträngige Heben ungeführter Lasten und in Baugeräten, zum Beispiel Bohrgeräten, Rammgeräten und Seilbaggern.
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