EP3392404A1 - Hochfestes faserseil für hebezeuge wie krane - Google Patents

Hochfestes faserseil für hebezeuge wie krane Download PDF

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EP3392404A1
EP3392404A1 EP18168408.5A EP18168408A EP3392404A1 EP 3392404 A1 EP3392404 A1 EP 3392404A1 EP 18168408 A EP18168408 A EP 18168408A EP 3392404 A1 EP3392404 A1 EP 3392404A1
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EP
European Patent Office
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hierarchical level
textile
subunits
rope
cladding layer
Prior art date
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Pending
Application number
EP18168408.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Baldinger
Robert Traxl
Gunter Kaiser
Rudolf Kirth
Björn ERNST
Erich RÜHRNÖSSL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Teufelberger Fiber Rope GmbH
Original Assignee
Teufelberger Fiber Rope GmbH
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Filing date
Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a high-strength fiber rope for hoists such as cranes, comprising a cable core comprising high-strength plastic fibers, as well as a surrounding the cable core, optical wear indicating sheath according to the preamble of claim 1.
  • HMPA aramid fibers
  • HMPE high modulus polyethylene fibers
  • PBO poly (p phenylene-2,6-benzobisoxazole) fibers
  • rope drives with synthetic fiber ropes can be characterized by a considerably longer service life, easy handling and good flexibility, as well as the elimination of the rope lubrication necessary for steel cables. Overall, this allows improved device availability can be achieved.
  • High-strength fiber ropes are like steel ropes wearing parts that must be replaced if their condition has deteriorated so far that the necessary safety is no longer given further operation. This condition is commonly referred to as Ablegereife.
  • a difficulty with such high-strength fiber ropes is to predict the Ablegereife precise and reliable.
  • the Ablegereife is determined in a rather simple manner by visual inspection of the condition of the rope, the procedure for testing and the scope of testing in the standard ISO 4309 is specified. Essentially, this is based on the number of wire breaks over a certain measuring length of the rope, a reduction of the rope diameter and strand breaks.
  • U1 is a high-strength fiber rope made of synthetic fibers is known in which a rope core is provided with a sheath that is colored differently than the rope core and in turn has different coat layers of different colors.
  • This different colored coloring it should be easier to see if by abrasion of an outer layer, a different colored, underlying layer or even the cable core comes to light.
  • this in itself useful color indicator function suffers from the fact that the sheath due to the properties of high-strength synthetic fibers tends to fail altogether quite suddenly, so that it is again difficult to be able to reliably predict the ability to lay off the rope in good time.
  • the EP 1 930 497 A and EP 1 930 496 A discloses the use of an electrically conductive indicator fiber that has a lower resistance to abrasion than the load bearing strands or fibers of the rope. If the indicator fiber is damaged or cracked, this can be determined by conductivity measurements. This access is disadvantageous because it requires additional conductivity measurements and, associated with this, the necessary technical infrastructure such as power source, conductivity meter, connection points for the indicator fiber.
  • the WO 2003/054290 A1 suggests a ferromagnetic material with which one should also be able to detect local damage to the rope.
  • the WO 2012/162556 discloses a rope with one or possibly more cladding layers, wherein in any case in a cladding layer, the fibers which form the fiber strands are present in the form of fiber bundles, ie as a plied, untwisted yarn, dispersed in a resin matrix.
  • a resin matrix changes the properties of the fibers and protects them from wear.
  • Indicator fibers that can pass electrical or optical signals proposed.
  • the present invention is the object of the invention to provide an improved high-strength fiber rope, which avoids the disadvantages of the prior art and the latter further develops in an advantageous manner.
  • a simple, yet reliable and accurate determination of the Ablegereife and thus the longest possible use time should be possible without compromising the safety of the fiber rope.
  • the sheathing of the high-strength fiber rope according to the invention comprises at least one braided sheath layer of at least two intertwined textile subunits of a first hierarchical level, where appropriate, a part of the textile subunits of the first hierarchical level at least two textile subunits a second hierarchical level, which in turn optionally at least two textile subunits a third Hierarchical level.
  • the subunits of the first hierarchical level are abbreviated to 1TUE
  • the subunits of the second hierarchical level are abbreviated to 2TUE
  • the subunits of the third hierarchical level are abbreviated to 3TUE.
  • the at least two 1TUs may be in the form of strands, ropes, threads, cords, ribbons, and / or yarns intertwined with each other.
  • these may in turn be formed from at least two, preferably several, twisted, braided, knitted, knitted, woven and / or substantially parallel 2TUs.
  • a 1TUE in the form of a strand or rope may itself be formed by several threads, cords, ribbons and / or yarns.
  • these in turn may be formed from at least two, preferably several, twisted, braided, knitted, knitted, woven and / or substantially parallel 3TUs.
  • a 2TUE in the form of a rope, a twine, a string or a ribbon is itself made up of several yarns, which are then the 3TUE.
  • the fiber bundles used to construct the textile subunits are defined as the lowest hierarchical level of the rope according to the invention.
  • the sheath of the high-strength fiber rope according to the invention can either be formed only by an outermost layer or can be formed by an outermost layer and a further cladding layer arranged below the outermost layer.
  • the further cladding layer between the cable core and outermost cladding layer is arranged, wherein the further cladding layer can completely or only partially enclose the cable core.
  • the further jacket layer can either be arranged directly underneath the outermost jacket layer or can be arranged below it by one or more particularly quickly wearing separator layers, separated from the outermost jacket layer.
  • a release layer may be a thin film of a plastic material.
  • the textile subunits of a lowest hierarchical level of the rope are dispersed in a resin matrix neither in the outermost cladding layer nor in the further cladding layer arranged below the outermost cladding layer, as described in US Pat WO 2012/162556 is provided.
  • all the textile subunits of the rope essentially consist of textile fiber material.
  • none of the textile subunits of the rope are dispersed in a resin matrix. This is not meant to exclude the optional presence of superficial impregnation of subunits (see below).
  • the 1TU and / or, if present, the 2TU of the outermost layer differ from each other in their textile construction and, as a result, have different wear resistance.
  • the "textile construction" of the 1TUE and / or, if present, the 2TUE is generally understood to mean the textile arrangement and the structure of the subunits or the subunits on which they are based.
  • the term “textile construction” does not include the properties of the materials used to construct the rope, i. the plastic fibers, so for example their chemical nature, fineness (thickness), abrasion and / or tensile strength and / or bending resistance.
  • textile construction also includes textile parameters of the subunits, such as e.g. the presence of an impregnation or a reinforcement.
  • the different textile construction of the textile subunits provided according to the invention results in a different wear resistance of the subunits, irrespective of the properties of the fiber material used in each case.
  • textile subunits of different construction wear differently even with uniform application of wear-promoting influences.
  • the wear resistance of the cladding of the core-sheath rope according to the invention thus changed primarily by the change in the textile construction of 1TUE and / or, if present, the 2TUE and not by properties of the material material of the plastic fibers used.
  • Another difference may be the presence or type and extent of impregnation or reinforcement in a part of the 1TUE or 2TUE.
  • a textile construction of the textile subunits is advantageously chosen so that a reliable statement can be made on whether or not wear occurring over the period of use of the high-strength fiber rope or a wear occurring over the period of use of the high-strength fiber rope and a resulting optical change of the sheath the high-strength fiber rope has reached its Ablegereifeife.
  • Damage to the outermost cladding layer occurs mostly essentially only partially and gradually a, so that based on the gradually increasing damage points different wear conditions of the high-strength fiber rope and the concomitant remaining distance to Ablegereife are gradually determined and quantified.
  • the determination of the Ablegereife can be carried out on the basis of reference representations of the rope in different degrees of damage or based on a wealth of experience by a competent person as a visual inspection and is therefore determined macroscopically.
  • the knowledgeable person advantageously categorizes the damage that has occurred, keeps it in writing and sums it up, in order to then decide whether or not to dispose of it.
  • the determination of the Ablegereife by means of software, in which case the sheathing is optically detected by means of camera systems.
  • the textile construction of the 1TU and / or the 2TUE, if present, is preferably individually adapted and fixed for each cable. This has the advantage that for each rope individually adapted to the purpose, location and type of load a reliable indicator is created, which allows to determine quickly and easily whether the rope has reached its Ablegereife.
  • a casing of the high-strength fiber rope according to the invention with an outermost layer and a further cladding layer arranged below the outermost layer advantageously not only differ the 1TUE and / or if the 2TUE in terms of their textile construction in the individual layers of each other, but it can also 1TUE and / or, if present, the 2TUE of the outermost cladding layer differ from that of the further cladding layer in their textile construction.
  • each cladding layer due to the different textile constructions of the textile subunits, exhibits a characteristic resistance to abrasion and wear, which leads to a partially different damage pattern in each cladding layer or the cladding layers differently wear out quickly.
  • optically visible wear on the outermost cladding layer may indicate a speedy readiness for discarding, with the actual disassembly rigidity of the rope only being reached on optically visible wear on the further cladding layer.
  • the wear resistance of the sheath of the high-strength fiber rope according to the invention can be changed and adapted to a lifetime of the high-strength fiber rope that can be reliably determined by optical assessment of the sheath when the high-strength fiber rope Fiber rope has reached its Ablegereife.
  • various types of plastic fibers may be used in the textile subunits and thus increase the differences between the wear resistance of the textile subunits.
  • the plastic fibers underlying the sheath of the high-strength fiber rope according to the invention may be, for example, HMPE fibers, polyester fibers, polyamide fibers, PBO fibers and / or aramid carbon fiber blend fibers.
  • plastic fibers may additionally be provided in the outermost cladding layer which, with regard to their fineness and / or abrasion and / or tensile strength and / or bending resistance and / or their material, at least one part, in particular all , which distinguish plastic fibers of the further cladding layer.
  • the extent of different from the inventively provided different construction of the textile subunits resulting Wear resistance is thus reinforced here by different material properties.
  • the sheath has sheath layers of different layer thicknesses and / or different thicknesses of plastic fibers from layer to layer.
  • different damage patterns can be achieved from layer to layer even with the same or similar textile construction.
  • different thicknesses of layer which can increase, for example, from outside to inside, it can be ensured that more and more serious damage always occur more difficult and initially only minor damage, which are still relatively far away from the Ablegereife, first on the outer layer occur and are therefore easily recognizable.
  • the textile subunits of the various hierarchical levels which have different wear resistance, can be dyed in different colors.
  • plastic fibers, from which the textile subunits of the lowest hierarchical level are formed are dyed in different colors.
  • the cladding layers can be dyed with different colors.
  • an optical detection of damage to the sheath due to wear is greatly facilitated, since when worn out the outermost cladding layer arranged below this further cladding layer is visible in a different color or color combination.
  • the cable core may have a different color than the sheath, in particular a different color than the further sheath layer or the outermost Sheath layer of the sheath, so that at the latest at a complete wear of the sheath, the other color of the rope core is visible.
  • sheath of the high-strength fiber rope according to the invention has additional additional sheath layers, which are arranged one above the other at least partially overlapping between the rope core and the outer sheath layer.
  • the sheath is at least partially impregnated, the sheathing is at least partially formed a reinforcement surrounding the outermost cladding layer and / or at least partially a thin film surrounding the outermost cladding layer is formed around the cladding.
  • inventive high-strength fiber rope is advantageously used as part of a hoist, especially in cranes such as tower cranes, telescopic, harbor or ship cranes.
  • This is preferably designed as a crane hoisting rope or as a crane boom guy rope.
  • the sheath of the rope is not carried load-bearing.
  • FIGS. 1 to 7 each show a section of a variant of a high-strength fiber rope according to the invention.
  • Each of the high strength fiber ropes is off one in the FIGS. 1 to 7 non-visible cable core and a sheath surrounding the cable core formed, wherein the sheath may be formed directly around said cable core or optionally spaced therefrom by an intermediate layer thereof.
  • the rope core can take over the total specified tensile strength of the fiber rope.
  • the said sheath can in particular form the outer sheath of the fiber rope and in particular acts only supportive and as protection for the rope core.
  • the cladding has an outermost cladding layer formed of interlaced 1TUE to form a braided diamond pattern.
  • the 1TU and / or, if present, the 2TU differ in their textile construction, resulting in different wear resistance of the subunits, from which the state of wear of the rope can be visually determined.
  • none of the illustrated embodiment variants is a resin matrix provided in one of the cladding layers in which the TUEs of the lowest hierarchical level are dispersed.
  • Ropes 3 has a rotation X and rope 4 has a different rotation Y on.
  • the rotation X of rope 3 20 T / m and the rotation Y of rope 4 can be 60 T / m or more.
  • the plastic fibers of the rope 3 underlying threads may either have the same material as the plastic fibers of the rope 4 underlying threads or these may be formed of a different material.
  • the plastic fibers used in the rope 3 may be formed by polyester fibers and the plastic fibers used in the rope 4 may be formed by HMPE fibers.
  • the 1TUE are in the form of strands 7 and 8.
  • Strands 7 and 8 are each formed of a plurality of side by side substantially parallel arranged 2TUE.
  • the 2TUE of strands 7 and 8 are by in FIG. 2 twisted threads not shown in detail, and have in the strand 7 a rotation X and in the strand 8 a different rotation of X Y.
  • the rotation X can be 20 T / m and the rotation Y 60 T / m or more.
  • Rope 11 is made of several twists (2TUE).
  • Rope 12 is made of several twines (2TUE) braided.
  • rope 11 and rope 12 have a different structure.
  • the 2TUE of the strands 15 are rotated together with a rotation X.
  • the 2TUE of strands 16 are intertwined.
  • each of the 2TUs substantially parallel to each other in FIGS. 1TUE 15 and 16 may be rotated and another portion of the 2TUE may be plaited, with the respective number of rotated and plaited 2TUs, or the amount of rotation or pleat angles of the 2TUs in FIG A part of 1TUE is different from another part of 1TUE.
  • 3 braided and 2 rotated 2TUs could be present in substantially parallel juxtaposition, and 2 braided and 3 rotated 2TUs substantially parallel to each other in the 1TUE 16.
  • Strand 21 is formed of a plurality of side by side arranged substantially parallel 2TUE, which are intertwined with each other.
  • the rope according to this embodiment thus has two strands 7 and 8, the 2TUE are rotated to different degrees, and another strand 21, the 2TUE are intertwined with each other. This results in a three-stage expiring wear of the outermost shell layer 20, which is visually detectable.
  • Strands 24, 25, 26 and 27 each have a plurality of 2TUE arranged side by side substantially in parallel.
  • the 2TUs are each made up of threads consisting of several 3TUs.
  • the 3TUE are formed by yarns.
  • the threads of the strand 24 are rotated with a twist X
  • the threads of the strand 25 are interwoven with a braid angle A
  • the threads of the strand 26 are rotated with a non-X rotation Y
  • the threads of the strand 27 are different with one of A.
  • Braid angle B intertwined.
  • the sheath of the in the FIGS. 1 to 7 described embodiments of the high-strength fiber rope according to the invention may have a further cladding layer disposed below the outermost cladding layer, which may be formed according to one of the outermost cladding layers described or may also have a different number of 1TUE and / or optionally 2TUE and / or optionally 3TUE of different textile construction ,
  • plastic fibers in the cladding layers may differ in terms of their thickness and / or that the cladding layers may differ in terms of their thickness.

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Abstract

Hochfestes Faserseil (1) mit einem Seilkern sowie einer optisch Verschleiß anzeigenden Ummantelung, wobei die Ummantelung eine Mantelschicht (2) aus miteinander verflochtenen Untereinheiten (3, 4) einer ersten Hierarchieebene aufweist und wobei gegebenenfalls ein Teil der Untereinheiten der ersten Hierarchieebene Untereinheiten einer zweiten Hierarchieebene aufweist, welche wiederum gegebenenfalls Untereinheiten einer dritten Hierarchieebene aufweisen. Es ist eine äußerste Mantelschicht (2) vorgesehen, deren Untereinheiten (3, 4) sich in ihrer Konstruktion unterscheiden und daraus resultierend unterschiedliche Verschleißfestigkeiten aufweisen und/oder es sind eine äußerste Mantelschicht und eine weitere Mantelschicht vorgesehen, und wobei sich die Untereinheiten der äußersten Mantelschicht von jener der weiteren Mantelschicht in ihrer Konstruktion unterscheiden und daraus resultierend unterschiedliche Verschleißfestigkeiten aufweisen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein hochfestes Faserseil für Hebezeuge wie Krane, mit einem Seilkern, der hochfeste Kunststofffasern umfasst, sowie einer den Seilkern umgebenden, optisch Verschleiß anzeigenden Ummantelung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Seit geraumer Zeit wird in der Hebetechnik und insbesondere bei Kranen versucht, die üblichen, schweren Stahlseile durch hochfeste Faserseile zu ersetzen, die aus hochfesten Kunstfasern wie beispielsweise Aramidfasern (HMPA), Aramid-/ Kohlefasergemischen, hochmodularen Polyethylenfasern (HMPE), oder Poly(p-phenylene-2,6-benzobisoxazole)-Fasern (PBO) bestehen oder zumindest derartige Fasern aufweisen. Durch die Gewichtsersparnis gegenüber Stahlseilen von bis zu 80% bei annähernd gleicher Bruchfestigkeit bei vergleichbarem Durchmesser kann die Traglast bzw. die zulässige Hublast erhöht werden, da das für die Traglast zu berücksichtigende Eigengewicht des Seils deutlich geringer ist. Gerade bei Kranen mit großer Hubhöhe oder in Auslegern oder Mastverstellwerken mit Flaschenzügen hoher Einscherungszahl kommen beträchtliche Seillängen und damit auch ein entsprechendes Seilgewicht zustande, so dass die durch hochfeste Faserseile mögliche Gewichtsreduzierung sehr vorteilhaft ist. Zusätzlich zum Gewichtsvorteil des Faserseiles selbst kommt hinzu, dass die Verwendung von Faserseilen auch eine Gewichtsersparnis bei weiteren Komponenten ermöglicht. Beispielsweise kann der Lasthaken leichter ausgeführt werden, da zur Seilspannung eines Faserseils in einem Seiltrieb ein geringeres Lasthakengewicht ausreichend ist. Zum anderen erlaubt die gute Biegsamkeit von Synthetikfaserseilen kleinere Biegeradien und damit kleinere Seilscheiben bzw. -rollen am Kran, was zu einer weiteren Gewichtsreduzierung insbesondere im Bereich der Kranausleger führt, so dass bei großen Kranausladungen eine erhebliche Lastmomentsteigerung und erhöhte Spitzentraglast erreicht werden kann.
  • Zusätzlich zu den genannten Gewichtsvorteilen können sich Seiltriebe mit Kunstfaserseilen durch eine beträchtlich größere Lebensdauer, leichtes Hantieren und gute Biegsamkeit sowie den Entfall der bei Stahlseilen notwendigen Seilschmierung auszeichnen. Insgesamt kann hierdurch eine verbesserte Geräteverfügbarkeit erzielt werden.
  • Hochfeste Faserseile sind wie Stahlseile Verschleißteile, die ausgetauscht werden müssen, wenn sich ihr Zustand soweit verschlechtert hat, dass bei weiterem Betrieb die erforderliche Sicherheit nicht mehr gegeben ist. Diesen Zustand bezeichnet man allgemein als Ablegereife. Eine Schwierigkeit bei solchen hochfesten Faserseilen besteht jedoch darin, die Ablegereife präzise und verlässlich vorherzubestimmen. Bei herkömmlichen Stahlseilen ist die Ablegereife in an sich recht einfacher Weise durch Inaugenscheinnahme des Seilzustandes ermittelbar, wobei die Vorgehensweise bei der Prüfung und der Prüfungsumfang in der Norm ISO 4309 vorgegeben wird. Im Wesentlichen wird dabei auf die Anzahl der Drahtbrüche über eine bestimmte Messlänge des Seiles, eine Verringerung des Seildurchmessers sowie auf Litzenbrüche abgestellt. Diese Messmethode ist jedoch zur Erkennung der Ablegereife bei hochfesten Faserseilen nicht möglich, da sich die verwendeten Synthetikfasern nicht so verhalten wie Stahldrahtlitzen. Insbesondere kommt es bei hochfesten Faserseilen oft zu einem schlagartigen Versagen bzw. einem Eintreten der Ablegereife ohne nach und nach erkennbare Vorschädigungen, da anders als bei Stahlseilen oftmals nicht einzelne Fasern nach und nach reißen und aufspleißen, sondern oft gleichzeitig mehrere Faserstränge versagen.
  • Aus der Schrift DE 20 2009 014 031 U1 ist ein hochfestes Faserseil aus Synthetikfasern bekannt, bei dem ein Seilkern mit einer Ummantelung versehen wird, die anders eingefärbt ist als der Seilkern und selbst wiederum verschiedene Mantelschichten unterschiedlicher Farbe besitzt. Durch diese verschiedenfarbige Einfärbung soll es leichter erkennbar sein, wenn durch Abrieb einer äußeren Schicht eine andersfarbige, darunterliegende Schicht oder gar der Seilkern zum Vorschein kommt. In der Praxis leidet diese an sich sinnvolle Farbindikatorfunktion jedoch daran, dass die Ummantelung aufgrund der Eigenschaften hochfester Synthetikfasern dazu neigt, insgesamt recht schlagartig zu versagen, sodass es wiederum schwierig ist, die Ablegereife des Seils rechtzeitig zuverlässig vorherbestimmen zu können.
  • Die EP 1 930 497 A und EP 1 930 496 A offenbart die Verwendung einer elektrisch leitfähigen Indikatorfaser, die eine gegenüber den lasttragenden Litzen oder Fasern des Seiles geringere Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb aufweist. Wenn die Indikatorfaser geschädigt wird oder reißt, ist dies anhand von Leitfähigkeitsmessungen feststellbar. Dieser Zugang ist nachteilig, da er zusätzliche Leitfähigkeitsmessungen erfordert und damit verbunden die nötige technische Infrastruktur wie Stromquelle, Leitfähigkeitsmessgerät, Anschlussstellen für die Indikatorfaser.
  • Aus der DE 20 2013 101 326 U1 ist die Verwendung eines elektrisch leitenden Sensorfadens bekannt mit den identen Nachteilen.
  • Ebenfalls sind Verfahren bekannt, welche die Längung des Seiles über die Lebensdauer als Bewertungskriterium für den Zustand des Seiles sowie die Vorhersage der Ablegereife heranziehen und auf verschiedene Weise bestimmen, so z.B. aus der EP 0 731 209 A und der EP 2 002 051 A . In letzterem Dokument sind auf dem Mantel eines Kern-Mantelseiles Markierungen vorgesehen (z.B. Flechtrauten aus unterschiedlich gefärbtem Material), anhand derer man Längungen oder auch Verdrehungen des Seiles feststellen kann.
  • Die WO 2003/054290 A1 schlägt ein ferromagnetisches Material vor, mit welchem man auch lokale Schädigung des Seiles erkennen können soll.
  • Die WO 2012/162556 offenbart ein Seil mit einer oder gegebenenfalls mehreren Mantelschichten, wobei jedenfalls in einer Mantelschicht die Fasern, welche die Faserstränge bilden, in Form von Faserbündeln, also als gefachtes, ungedrehtes Garn, in einer Harzmatrix dispergiert vorliegen. Eine Harzmatrix verändert die Eigenschaften der Fasern und schützt sie vor Verschleiß. Zur Anzeige einer Ablegereife des Seiles werden auch in WO 2012/162556 Indikatorfasern, die elektrische oder optische Signale weiterleiten können, vorgeschlagen.
  • Der Einsatz von Fasern mit unterschiedlichem Dehnverhalten in einem Seil wird in der DE 24 55 273 B2 beschrieben und soll dazu dienen, dass alle Litzenlagen des Seiles Last übernehmen, nicht jedoch zur Anzeige des Verschleißes.
  • In US 7,127,878 B1 wird ein Seil beschrieben, das aus mindestens zwei Materialien unterschiedlicher Zugfestigkeiten hergestellt wird, wobei das erste Material im Normalbetrieb die Zuglast übernimmt. Im Falle einer Zugüberlastung des Seiles übernimmt Material 2 die Zuglast von Material 1 und beugt so einem Totalversagen des Seiles vor. Die Erkennung der Ablegereife durch Abrasion, insbesondere in Seiltrieben, bei denen das Seil über Scheiben gebogen wird, bleibt hiervon jedoch unberührt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes hochfestes Faserseil zu schaffen, das Nachteile des Standes der Technik vermeidet und letzteren in vorteilhafter Weise weiterbildet. Insbesondere soll eine einfache, gleichwohl verlässliche und präzise Bestimmung der Ablegereife und damit eine möglichst lange Einsatzzeit ermöglicht werden, ohne hierbei die Sicherheit des Faserseils zu beeinträchtigen.
  • Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein hochfestes Faserseil gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die Ummantelung des erfindungsgemäßen hochfesten Faserseils umfasst zumindest eine geflochtene Mantelschicht aus zumindest zwei miteinander verflochtenen textilen Untereinheiten einer ersten Hierarchieebene, wobei gegebenenfalls ein Teil der textilen Untereinheiten der ersten Hierarchieebene zumindest zwei textile Untereinheiten einer zweiten Hierarchieebene aufweist, welche wiederum gegebenenfalls zumindest zwei textile Untereinheiten einer dritten Hierarchieebene aufweisen.
  • Aus Gründen der Übersichtlichkeit werden im Folgenden die Untereinheiten der ersten Hierarchieebene mit 1TUE, die Untereinheiten der zweiten Hierarchieebene mit 2TUE und die Untereinheiten der dritten Hierarchieebene mit 3TUE abgekürzt.
  • Beispielsweise können die zumindest zwei 1TUE in Form von Strängen, Seilchen, Zwirnen, Schnüren, Bändern und/oder Garnen vorliegen, die miteinander verflochten sind. Abhängig von der Ausbildung der 1TUE können diese wiederum aus zumindest zwei, bevorzugt mehreren, gedrehten, geflochtenen, gewirkten, gestrickten, gewebten und/oder im Wesentlichen parallel angeordneten 2TUE gebildet sein. So kann zum Beispiel eine in Form eines Stranges oder Seilchen vorliegende 1TUE selbst durch mehrere Zwirne, Schnüre, Bänder und/oder Garne gebildet sein.
  • Entsprechend können je nach Ausbildung der 2TUE diese wiederum aus zumindest zwei, bevorzugt mehreren, gedrehten, geflochtenen, gewirkten, gestrickten, gewebten und/oder im Wesentlichen parallel angeordneten 3TUE gebildet sein. So ist zum Beispiel eine in Form eines Seilchens, eines Zwirns, einer Schnur oder eines Bandes vorliegende 2TUE selbst durch mehre Garne gebildet, die dann die 3TUE sind.
  • Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung werden die Faserbündel, die zum Aufbau der textilen Untereinheiten verwendet werden, insbesondere gefachte, d.h. ungedrehte Garne, als unterste Hierarchieebene des erfindungsgemäßen Seiles definiert.
  • Die Ummantelung des erfindungsgemäßen hochfesten Faserseils kann entweder nur durch eine äußerste Schicht gebildet sein oder kann durch eine äußerste Schicht und eine unterhalb der äußersten Schicht angeordnete weitere Mantelschicht gebildet sein. Dabei ist die weitere Mantelschicht zwischen Seilkern und äußerster Mantelschicht angeordnet, wobei die weitere Mantelschicht den Seilkern gänzlich oder nur teilweise umschließen kann.
  • Bei einer Ummantelung mit einer äußersten Mantelschicht und einer unterhalb der äußersten Mantelschicht angeordneten weiteren Mantelschicht kann die weitere Mantelschicht entweder direkt unterhalb der äußersten Mantelschicht angeordnet sein oder durch eine oder mehrere insbesondere schnell verschleißende Trennschicht/en getrennt von der äußersten Mantelschicht unterhalb dieser angeordnet sein. Eine Trennschicht kann zum Beispiel eine dünne Folie aus einem Kunststoffmaterial sein.
  • Die textilen Untereinheiten einer untersten Hierarchieebene des Seiles liegen weder in der äußersten Mantelschicht noch in der weiteren unterhalb der äußersten Mantelschicht angeordneten Mantelschicht in einer Harzmatrix dispergiert vor, wie dies in der WO 2012/162556 vorgesehen ist.
  • Bevorzugt bestehen sämtliche textilen Untereinheiten des Seiles im Wesentlichen aus textilem Fasermaterial. Dies bedeutet, dass keine der textilen Untereinheiten des Seiles in einer Harzmatrix dispergiert vorliegen. Dies soll das optionale Vorliegen einer lediglich oberflächlichen Imprägnierung von Untereinheiten (siehe weiter unten) nicht ausschließen.
  • Die 1TUE und/oder, falls vorhanden, die 2TUE der äußersten Schicht unterscheiden sich voneinander hinsichtlich ihrer textilen Konstruktion und weisen daraus resultierend unterschiedliche Verschleißfestigkeiten auf.
  • Unter der "textilen Konstruktion" der 1TUE und/oder, falls vorhanden, der 2TUE wird ganz allgemein die textile Anordnung und der Aufbau der Untereinheiten bzw. der ihnen zugrunde liegenden Untereinheiten verstanden. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff "textile Konstruktion" nicht die Eigenschaften der zum Aufbau des Seils verwendeten Werkstoffe, d.h. der Kunststofffasern, also zum Beispiel deren chemische Natur, Feinheit (Dicke), Abrieb- und/oder Zugfestigkeit und/oder Biegewechselstandfestigkeit.
  • Unter "textile Konstruktion" fallen aber abgesehen vom konkreten Aufbau der Untereinheiten auch textile Parameter der Untereinheiten wie z.B. das Vorhandensein einer Imprägnierung oder einer Bewehrung.
  • Aus der erfindungsgemäß vorgesehenen unterschiedlichen textilen Konstruktion der textilen Untereinheiten resultiert unabhängig von den Eigenschaften des jeweils eingesetzten Faserwerkstoffes eine unterschiedliche Verschleißfestigkeit der Untereinheiten. Somit verschleißen textile Untereinheiten verschiedener Konstruktion auch bei gleichmäßiger Beaufschlagung mit verschleißfördernden Einflüssen unterschiedlich. Daraus resultiert eine verschiedenartige optisch feststellbare Veränderung der Ummantelung bei Beanspruchung. Die Verschleißfestigkeit der Ummantelung des Kern-Mantel-Seils wird erfindungsgemäß somit in erster Linie durch die Veränderung der textilen Konstruktion der 1TUE und/oder, falls vorhanden, der 2TUE verändert und nicht durch Eigenschaften des Werkstoffmaterials der verwendeten Kunststofffasern.
  • Vorteilhaft unterscheiden sich die 1TUE und/oder, falls vorhanden, die 2TUE voneinander hinsichtlich ihrer Konstruktion in zumindest einer der folgenden Eigenschaften:
    • Art des Aufbaus:
      Als mögliche Arten des Aufbaus von Untereinheiten können Verdrehen, Flechten, Wirken, Stricken, Weben oder auch ein paralleles Nebeneinanderführen der die jeweilige Untereinheit bildenden Untereinheiten einer untergeordneten Hierarchieebene genannt werden. So kann zum Beispiel eine 1TUE durch zumindest zwei, insbesondere mehrere miteinander verflochtene, gedrehte, gewirkte, gestrickte, verwebte und/oder parallel nebeneinander geführte 2TUE aufgebaut sein. Eine zweite 1TUE kann einen anderen Aufbau aufweisen als die erste 1TUE, d.h. dass die 2TUE in der zweiten 1TUE anders aufgebaut vorliegen als bei der ersten 1TUE. Dies gilt analog eine Hierarchieebene tiefer, d.h. für 2TUE, die unterschiedlich aus den jeweiligen 3TUE aufgebaut sein können.
    • technische Parameter des Aufbaus:
      Unter "technische Parameter des Aufbaus" sind bei gegebenem Aufbau (z.B. Flechten oder Drehen) insbesondere die Verschleißfähigkeit dieses Aufbaus beeinflussende Parameter zu verstehen. Ein technischer Parameter einer gedrehten textilen Untereinheit ist zum Beispiel der Schlagwinkel. Technische Parameter einer geflochtenen textilen Untereinheit sind zum Beispiel der Flechtwinkel oder die Flechtigkeit. Unter der Flechtigkeit versteht man die Anzahl der Klöppel, aus denen in der Flechtmaschine Stränge oder Zwirne zugeführt werden.
    • falls vorhanden Anzahl der 2TUE pro 1TUE:
      So kann zum Beispiel eine textile Untereinheit bei ansonsten gleichem Aufbau und gleichem Werkstoff verschleißfester sein, wenn eine höhere Anzahl an 2TUE pro 1TUE vorgesehen ist. Dementsprechend kann zum Beispiel eine durch einen Strang gebildete 1TUE eine höhere Verschleißfestigkeit auf, wenn der Strang eine höhere Anzahl an beispielsweise durch Zwirne gebildete 2TUE aufweist als eine andere 1TUE.
    • falls vorhanden Anzahl der 3TUE pro 2TUE; und
    • Vorliegen und/oder Art und/oder Menge einer Imprägnierung in einer oder mehreren Untereinheiten: Durch die Imprägnierung kann eine Oberflächehärte der textilen Untereinheiten und/oder deren Oberflächenrauhigkeit verändert werden. So kann über die Imprägnierung beispielsweise die Verschleißfestigkeit von textilen Untereinheiten je nach Bedarf erhöht oder verringert werden. Imprägnierungen können in bekannter Weise Materialien aus der Gruppe bestehend aus Polyurethanen, Wachsen, Silikonen und Mischungen daraus umfassen. Unter "Imprägnierung" wird für die Zwecke der vorliegenden Erfindung das lediglich oberflächliche Aufbringen von Imprägnierungsmaterial auf die jeweilige textile Untereinheit verstanden. Eine vollständige Dispergierung von textilen Untereinheiten, insbesondere von textilen Untereinheiten der untersten Hierarchieebene, in einer Harzmatrix stellt keine Imprägnierung im Sinne der vorliegenden Erfindung dar.
  • Sämtliche der oben genannten Möglichkeiten unterschiedlicher textiler Konstruktion können natürlich miteinander kombiniert werden.
  • Beispiele für den unterschiedlichen Aufbau von textilen Untereinheiten der verschiedenen Hierarchieebenen:
    • Ein Teil von 1TUE ist gedreht, und ein weiterer Teil von 1TUE ist geflochten.
    • 1TUE sind jeweils gedreht, wobei das Ausmaß der Drehung eines Teils der 1TUE größer ist als das Ausmaß der Drehung eines anderen Teils der 1TUE. Die Differenz der Drehungen pro Meter kann dabei bevorzugt mind. 40 T/m betragen (also z.B. ein Teil von Untereinheiten mit 20 T/m und ein anderer Teil von Untereinheiten mit 60 T/m oder mehr).
  • Bei den obigen Ausführungsformen liegen unterschiedliche Konstruktionen in der ersten Hierarchieebene des Seils vor, konkret also in der Art des Aufbaus der 1TUE selbst bzw. von Parametern des Aufbaus der 1TUE (z.B. Ausmaß der Drehung).
  • Bei den folgenden Ausführungsformen liegen die Unterschiede in der Konstruktion in der zweiten Hierarchieebene des Seils, also bei 2TUE vor:
    • 1TUE sind jeweils gedreht, wobei das Ausmaß der Drehung der zur Bildung der 1TUE herangezogenen 2TUE in einem Teil der 1TUE größer ist als das Ausmaß der Drehung der 2TUE in einem anderen Teil der 1TUE. Erneut kann bevorzugt die Differenz der Drehungen pro Meter mind. 40 T/m betragen.
    • 1TUE sind aus einer Mehrzahl von im Wesentlichen parallel nebeneinanderliegenden 2TUE gebildet, wobei in einem Teil der 1TUE die 2TUE geflochten sind und in einem anderen Teil der 1TUE die 2TUE gedreht sind.
    • Alternativ oder zusätzlich dazu kann in den 1TUE ein Teil der parallel nebeneinanderliegenden 2TUE gedreht und ein anderer Teil geflochten sein, wobei sich die jeweilige Anzahl an gedrehten und geflochtenen 2TUE oder auch das Ausmaß der Drehung oder der Flechtwinkel der 2TUE in einem Teil der 1TUE von einem andern Teil der 1TUE unterscheidet.
    • 1TUE sind aus einer Mehrzahl von im Wesentlichen parallel nebeneinanderliegenden 2TUE gebildet, wobei die 2TUE gedreht sind und wobei in einem Teil der 1TUE die 2TUE stärker gedreht sind als in einem anderen Teil der 1TUE.
  • Einmal mehr sind sämtliche oben angeführten Möglichkeiten auch miteinander kombinierbar.
  • Ein weiterer Unterschied kann im Vorliegen bzw. in der Art und Ausmaß einer Imprägnierung oder auch Bewehrung in einem Teil der 1TUE oder 2TUE bestehen.
  • Eine textile Konstruktion der textilen Untereinheiten wird vorteilhaft so gewählt, dass durch eine über die Verwendungsdauer des hochfesten Faserseils entstehende Abnützung bzw. einen über die Verwendungsdauer des hochfesten Faserseils entstehenden Verschleiß und eine daraus resultierende optische Veränderung der Ummantelung eine zuverlässige Aussage darüber getroffen werden kann, ob das hochfeste Faserseil seine Ablegereife erreicht hat. Dabei treten Schädigungen der äußersten Mantelschicht zumeist im Wesentlichen nur partiell und nach und nach ein, sodass anhand der nach und nach zunehmenden Schädigungsstellen verschiedene Verschleißzustände des hochfesten Faserseils und der damit einhergehende verbleibende Abstand zur Ablegereife graduell bestimmbar und quantifizierbar sind.
  • Die Bestimmung der Ablegereife kann anhand von Referenzdarstellungen des Seils in unterschiedlichen Schädigungsgraden oder anhand von einem Erfahrungsschatz durch eine sachkundige Person als Sichtprüfung durchgeführt werden und ist daher makroskopisch bestimmbar. Vorteilhaft kategorisiert die sachkundige Person die aufgetretenen Schäden ein, hält diese schriftlich fest und summiert diese auf, um dann gegebenenfalls die Ablegereife zu bestimmen. Es besteht auch die Möglichkeit, dass die Bestimmung der Ablegereife mittels Software erfolgt, wobei dazu die Ummantelung mittels Kamerasystemen optisch erfasst wird.
  • Bevorzugt wird die textile Konstruktion der 1TUE und/oder falls vorhanden der 2TUE für jedes Seil individuell angepasst und festgelegt. Das hat den Vorteil, dass für jedes Seil individuell angepasst an den Einsatzzweck, Einsatzort und Art der Belastung ein zuverlässiger Indikator geschaffen wird, der erlaubt schnell und unkompliziert zu bestimmen, ob das Seil seine Ablegereife erreicht hat.
  • Bei einer Ummantelung des erfindungsgemäßen hochfesten Faserseils mit einer äußersten Schicht und einer unterhalb der äußersten Schicht angeordneten weiteren Mantelschicht unterscheiden sich vorteilhaft nicht nur die 1TUE und/oder falls vorhanden die 2TUE hinsichtlich ihrer textilen Konstruktion in den einzelnen Schichten voneinander, sondern es können sich auch die 1TUE und/oder falls vorhanden die 2TUE der äußersten Mantelschicht von jener der weiteren Mantelschicht in ihrer textilen Konstruktion unterscheiden.
  • Es besteht zum Beispiel die Möglichkeit, dass jede Mantelschicht durch die verschiedene textile Konstruktionen der textilen Untereinheiten eine charakteristische Festigkeit gegenüber Abrieb und Verschleiß zeigt, die in jeder Mantelschicht zu einem partiell anderen Schädigungsbild führt bzw. die Mantelschichten unterschiedlich schnell verschleißen lassen. So kann zum Beispiel optisch sichtbarer Verschleiß an der äußersten Mantelschicht ein baldiges Erreichen der Ablegereife kennzeichnen, wobei die tatsächliche Ablegereife des Seils erst bei optisch sichtbarem Verschleiß an der weiteren Mantelschicht erreicht ist. Hierdurch bleibt beispielsweise genügend Zeit Sorge zu tragen, dass ein neues Seil bestellt oder bereitgestellt wird. Bis zur Lieferung kann das Seil noch weiter verwendet werden, wobei durch die weitere Mantelschicht trotzdem noch ein zuverlässiger Indikator geschaffen ist, ob das Seil noch einsatzfähig ist oder nicht.
  • Anders ausgedrückt kann alleine durch eine Veränderung der textilen Konstruktion der textilen Untereinheiten der Ummantelung die Verschleißfestigkeit der Ummantelung des erfindungsgemäßen hochfesten Faserseils so verändert und an eine Lebensdauer des hochfesten Faserseils angepasst werden, dass durch eine optische Beurteilung der Ummantelung zuverlässig bestimmt werden kann, wann das hochfeste Faserseil seine Ablegereife erreicht hat.
  • Zusätzlich können zur Veränderung der Verschleißfestigkeit der Ummantelung verschiedenartige Kunststofffasern in den textilen Untereinheiten verwendet werden und somit die Unterschiede zwischen den Verschleißfestigkeiten der textilen Untereinheiten verstärkt werden.
  • Die der Ummantelung des erfindungsgemäßen hochfesten Faserseils zugrund liegenden Kunststofffasern können zum Beispiel HMPE-Fasern, Polyesterfasern, Polyamidfasern, PBO-Fasern und/oder Aramid-Kohlefasermischfasern sein.
  • Ferner können zusätzlich bei Vorhandensein einer weiteren Mantelschicht in der Ummantelung in der äußersten Mantelschicht Kunststofffasern vorgesehen sein, die sich hinsichtlich ihrer Feinheit und/oder Abrieb- und/oder Zugfestigkeit und/oder Biegewechselstandfestigkeiten und/oder ihres Werkstoffs zumindest von einem Teil, insbesondere von allen, der Kunststofffasern der weiteren Mantelschicht unterscheiden. Das Ausmaß der sich aus der erfindungsgemäß vorgesehenen unterschiedlichen Konstruktion der textilen Untereinheiten ergebenden unterschiedlichen Verschleißfestigkeiten wird hier also noch durch unterschiedliche Materialeigenschaften verstärkt.
  • Vorteilhaft besitzt bei einem erfindungsgemäßen hochfesten Faserseil mit einer Ummantelung, die die weitere Mantelschicht umfasst, die Ummantelung Mantelschichten unterschiedlicher Schichtdicken und/oder von Schicht zu Schicht unterschiedlich dicke Kunststofffasern. Durch die Verwendung unterschiedlich dicker Kunststofffasern können beispielsweise auch bei gleicher oder ähnlicher textiler Konstruktion von Schicht zu Schicht unterschiedliche Schädigungsbilder erzielt werden. Auch durch die Verwendung unterschiedlich großer Schichtdicken, die zum Beispiel von außen nach innen zunehmen können, kann sichergestellt werden, dass immer tiefer gehende Schädigungen immer schwerer auftreten und zunächst nur leichtere Schädigungen, die von der Ablegereife noch relativ weit entfernt sind, zunächst an der Außenschicht auftreten und damit leicht erkennbar sind.
  • Um eine Erkennbarkeit der verschiedenen Schädigungen auch bei nur kleinen Ausmaßen der Schädigungen leicht zu ermöglichen, können die textilen Untereinheiten der verschiedenen Hierarchieebenen, die unterschiedliche Verschleißfestigkeiten aufweisen, in unterschiedlichen Farben eingefärbt werden. Auch besteht die Möglichkeit, dass Kunststofffasern, aus der die textilen Untereinheiten der niedrigsten Hierarchieebene gebildet sind, verschiedenfarbig eingefärbt sind.
  • Bei einem erfindungsgemäßen hochfesten Faserseil mit Ummantelung umfassend eine äußerste Mantelschicht und eine unterhalb dieser angeordneten weiteren Mantelschicht können die Mantelschichten mit unterschiedlichen Farben gefärbt sein. Hierdurch wird eine optische Erfassung von Schädigungen der Ummantelung aufgrund von Verschleiß deutlich erleichtert, da bei Verschleißen der äußersten Mantelschicht die unterhalb dieser angeordnete weitere Mantelschicht in anderer Farbe oder Farbkombination sichtbar wird.
  • Im Speziellen kann auch der Seilkern eine andere Farbe besitzen als die Ummantelung, insbesondere eine andere Farbe als die weitere Mantelschicht bzw. die äußerste Mantelschicht der Ummantelung, sodass spätestens bei einem vollständigen Verschleißen der Ummantelung die andere Farbe des Seilkerns sichtbar wird.
  • Auch ist denkbar, dass die Ummantelung des erfindungsgemäßen hochfesten Faserseils zusätzliche weitere Mantelschichten aufweist, die übereinander sich jeweils zumindest teilweise überdeckend zwischen Seilkern und äußerer Mantelschicht angeordnet sind.
  • Ferner besteht die Möglichkeit, dass bei dem erfindungsgemäßen hochfesten Faserseil die Ummantelung zumindest teilweise imprägniert ist, um die Ummantelung zumindest teilweise eine die äußerste Mantelschicht umgebende Bewehrung ausgebildet ist und/oder um die Ummantelung zumindest teilweise eine die äußerste Mantelschicht umgebende dünne Folie ausgebildet ist.
  • Ein entsprechend obiger Erläuterung beschriebenes erfindungsgemäßes hochfestes Faserseil kommt vorteilhaft als Teil eines Hebezeugs insbesondere bei Kränen wie Turmdrehkränen, Teleskop-, Hafen- oder Schiffskränen zum Einsatz. Dieses ist dabei bevorzugt als Kranhubseil oder als Kranauslegerabspannseil ausgebildet.
  • Bevorzugt ist die Ummantelung des Seils nicht lasttragend ausgeführt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1 bis Fig. 7:
    jeweils einen Ausschnitt einer Ummantelung einer Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen hochfesten Faserseils. Dabei sind die 1TUE jeweils nur in eine Flechtrichtung (hier S) dargestellt im Sinne einer besseren Lesbarkeit. Alle Ausführungen beziehen sich analog auf die zweite Flechtrichtung (hier Z).
  • Figuren 1 bis 7 zeigen jeweils einen Ausschnitt einer Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen hochfesten Faserseils. Jedes der hochfesten Faserseile ist aus einem in den Figuren 1 bis 7 nicht sichtbaren Seilkern und einer den Seilkern umgebenden Ummantelung gebildet, wobei die Ummantelung unmittelbar um dem genannten Seilkern ausgebildet oder gegebenenfalls durch eine Zwischenschicht hiervon beabstandet sein kann. Der Seilkern kann die gesamte angegebene Zugfestigkeit des Faserseils übernehmen. Die genannte Ummantelung kann insbesondere den Außenmantel des Faserseils bilden und wirkt insbesondere nur unterstützend und als Schutz für den Seilkern. Die Ummantelung weist eine äußerste Mantelschicht auf, die aus verflochtenen 1TUE unter Bildung eines Flechtrautenmusters gebildet ist. Die 1TUE und/oder, falls vorhanden, die 2TUE unterscheiden sich untereinander in ihrer textilen Konstruktion, woraus jeweils unterschiedliche Verschleißfestigkeiten der Untereinheiten resultieren, aus welchen der Verschleißzustand des Seiles optisch festgestellt werden kann.
  • In keiner der dargestellten Ausführungsvarianten ist in einer der Mantelschichten eine Harzmatrix vorgesehen, in welcher die TUE der untersten Hierarchieebene dispergiert sind.
  • Im Speziellen zeigt:
    • Figur 1 eine Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen hochfesten Faserseils 1. Die äußerste Mantelschicht 2 ist durch zwei miteinander verflochtene 1TUE gebildet, die in Form von aus Zwirnen (nicht dargestellt) gedrehten Seilchen 3,4 vorliegen. Die Seilchen 3,4 bilden somit die 1TUE des Seils, die zur Drehung der Seilchen herangezogenen Zwirne die 2TUE des Seils.
  • Seilchen 3 weist eine Drehung X und Seilchen 4 eine davon unterschiedliche Drehung Y auf.
  • Vorteilhaft kann die Drehung X von Seilchen 3 20 T/m und die Drehung Y von Seilchen 4 60 T/m oder mehr betragen.
  • Hier liegt somit eine unterschiedliche Konstruktion (hier: Ausmaß der Drehung) in der Ebene der 1TUE vor.
  • Die Kunststofffasern der dem Seilchen 3 zugrundeliegenden Zwirne können entweder den gleichen Werkstoff aufweisen wie die Kunststofffasern der dem Seilchen 4 zugrundeliegenden Zwirne oder diese können aus einem unterschiedlichen Werkstoff gebildet sein. So können zum Beispiel die Kunststofffasern verwendet im Seilchen 3 durch Polyesterfasern gebildet sein und die Kunststofffasern verwendet im Seilchen 4 durch HMPE-Fasern gebildet sein.
  • Ferner besteht alternativ oder zusätzlich zu dieser Ausführungsform die Möglichkeit, dass die die Seilchen 3 bildenden Zwirne mit einer Imprägnierung versehen sind, während dies bei den die Seilchen 4 bildenden Zwirnen nicht der Fall ist.
  • Weiters besteht alternativ oder zusätzlich die Möglichkeit, dass die Anzahl der die Seilchen 3 bildenden Zwirne von jener der die Seilchen 4 bildenden Zwirne unterschiedlich ist.
    • Figur 2 eine weitere Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen hochfesten Kern-Mantel Seils 5.
  • Die 1TUE liegen in Form von Strängen 7 und 8 vor.
  • Stränge 7 und 8 sind jeweils aus mehreren nebeneinander im Wesentlichen parallel angeordneten 2TUE gebildet. Die 2TUE der Stränge 7 und 8 sind durch in Figur 2 nicht näher dargestellte gedrehte Zwirne gebildet, und weisen im Strang 7 eine Drehung X und im Strang 8 eine von X verschiedene Drehung Y auf.
  • Vorteilhaft kann die Drehung X 20 T/m und die Drehung Y 60 T/m oder mehr betragen.
  • Hier liegt somit eine unterschiedliche Konstruktion (hier: Ausmaß der Drehung) in der Ebene der 2TUE vor. Diese Maßgabe könnte natürlich auch zusätzlich in der Ausführungsform gemäß Figur 1 vorgesehen werden.
  • Weiters besteht alternativ oder zusätzlich zu dieser Ausführungsform die Möglichkeit, dass die Anzahl der die Stränge 7 bildenden Zwirne von der Anzahl der die Stränge 8 bildenden Zwirne unterschiedlich ist.
    • Figur 3 eine weitere Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen hochfesten Faserseils 9. Die äußerste Mantelschicht 10 ist durch zwei miteinander verflochtene 1TUE in Form von Seilchen 11 und Seilchen 12 gebildet.
  • Seilchen 11 ist aus mehreren Zwirnen (2TUE) gedreht.
  • Seilchen 12 ist aus mehreren Zwirnen (2TUE) geflochten.
  • Somit weisen Seilchen 11 und Seilchen 12 einen unterschiedlichen Aufbau auf.
  • Erneut können die im Seilchen 11 eingesetzten Kunststofffasern entweder den gleichen Werkstoff aufweisen wie die im Seilchen 12 eingesetzten Kunststofffasern, oder der Werkstoff der Kunststofffasern kann unterschiedlich sein. So können zum Beispiel die Kunststofffasern verwendet im Seilchen 11 durch PBO-Fasern gebildet sein und die Kunststofffasern verwendet im Seilchen 12 durch Aramid-Fasern gebildet sein.
    • Figur 4 eine weitere Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen hochfesten Faserseils 13. Die äußerste Mantelschicht 14 ist durch zwei miteinander verflochtene 1TUE 15 und 16 gebildet, die in Form von Strängen 15 und 16 vorliegen. Die Stränge 15 und 16 sind jeweils aus mehreren nebeneinander im Wesentlichen parallel angeordneten 2TUE gebildet.
  • Die 2TUE der Stränge 15 sind miteinander mit einer Drehung X gedreht.
  • Die 2TUE der Stränge 16 sind miteinander verflochten.
  • Alternativ kann jeweils ein Teil der in den 1TUE 15 und 16 im Wesentlichen parallel nebeinander vorliegenden 2TUE gedreht und ein anderer Teil der 2TUE geflochten vorliegen, wobei sich die jeweilige Anzahl an gedrehten und geflochtenen 2TUE oder auch das Ausmaß der Drehung oder der Flechtwinkel der 2TUE in einem Teil der 1TUE von einem andern Teil der 1TUE unterscheidet. Beispielsweise könnten in den 1TUE 15 im Wesentlichen parallel nebeneinander 3 geflochtene und 2 gedrehte 2TUE und in den 1TUE 16 im Wesentlichen parallel nebeneinander 2 geflochtene und 3 gedrehte 2TUE vorliegen.
  • Zusätzlich oder alternativ besteht die Möglichkeit, dass die 2TUE jeweils aus einer unterschiedlichen Anzahl an 3TUE gebildet sind.
    • Figur 5 eine weitere Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen hochfesten Faserseils 17. Die äußerste Mantelschicht 18 unterscheidet sich gegenüber der äußersten Mantelschicht 14 des hochfesten Faserseils 13 dargestellt in Figur 4 dahingehend, dass die Klöppelfolge der 1TUE verschieden ist.
  • In den Figuren 1 bis 5 sind jeweils zwei Untereinheiten mit unterschiedlicher Konstruktion dargestellt. Daraus ergibt sich ein zweistufiger Ablauf des Verschleißes der äußersten Mantelschicht, der optisch feststellbar ist.
    • Figur 6 eine weitere Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen hochfesten Faserseils 19. Das hochfeste Faserseil 19 unterscheidet sich zu dem hochfesten Faserseil 2 gezeigt in Figur 2 dahingehend, dass das hochfeste Faserseil 19 in seiner äußersten Mantelschicht 20 eine weitere 1TUE in Form eines Strangs 21 aufweist.
  • Strang 21 ist aus mehreren nebeneinander im Wesentlichen parallel angeordneten 2TUE gebildet, die untereinander verflochten sind.
  • Das Seil gemäß dieser Ausführungsform weist somit zwei Stränge 7 und 8 auf, deren 2TUE unterschiedlich stark gedreht sind, und einen weiteren Strang 21, dessen 2TUE miteinander verflochten sind. Daraus ergibt sich ein dreistufig ablaufender Verschleiß der äußersten Mantelschicht 20, der optisch feststellbar ist.
  • Die in dem Strang 21 verwendeten Kunststofffasern können denselben Werkstoff aufweisen, wie die Kunststofffasern in den Strängen 7 und 8, oder können aus einem unterschiedlichen Werkstoff sein.
    • Figur 7 eine weitere Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen hochfesten Faserseils 22. Die äußerste Mantelschicht 23 ist durch vier miteinander verflochtene 1TUE gebildet. Die 1TUE sind durch Stränge 24, 25, 26 und 27 gebildet.
  • Stränge 24, 25, 26 und 27 weisen jeweils mehrere nebeneinander im Wesentlichen parallel angeordnete 2TUE auf. Die 2TUE sind jeweils durch Zwirne gebildet, die aus mehreren 3TUE bestehen. Die 3TUE sind durch Garne gebildet. Die Zwirne des Strangs 24 sind mit einer Drehung X gedreht, die Zwirne des Strangs 25 sind mit einem Flechtwinkel A verflochten, die Zwirne des Strangs 26 sind mit einer von X unterschiedlichen Drehung Y gedreht und die Zwirne des Strangs 27 sind mit einem von A unterschiedlichen Flechtwinkel B verflochten.
  • Es ergibt sich dabei ein vierstufiger Ablauf des Verschleißes des Mantels, der optisch feststellbar ist.
  • Es sei hier noch darauf hingewiesen, dass Ausführungen der Ausführungsvarianten gezeigt in den Figuren 1 bis 7 miteinander beliebig kombinierbar sind, wodurch weitere Ausführungsvarianten gebildet werden können.
  • Ferner sei hier noch darauf hingewiesen, dass die Ummantelung der in den Figuren 1 bis 7 beschriebenen Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen hochfesten Faserseils eine unterhalb der äußersten Mantelschicht angeordnete weitere Mantelschicht aufweisen können, die gemäß einer der beschriebenen äußersten Mantelschichten ausgebildet sein kann oder auch eine andere Anzahl an 1TUE und/oder gegebenenfalls 2TUE und/oder gegebenenfalls 3TUE mit unterschiedlicher textiler Konstruktion aufweisen kann.
  • Ferner sei darauf hingewiesen, dass sich die Kunststofffasern in den Mantelschichten hinsichtlich ihrer Dicke unterscheiden können und/oder dass sich die Mantelschichten hinsichtlich ihrer Dicke unterscheiden können.

Claims (12)

  1. Hochfestes Faserseil (1) für Hebezeuge wie Krane, mit einem Seilkern, der hochfeste Kunststofffasern oder -litzen umfasst, sowie einer den Seilkern umgebenden, optisch Verschleiß anzeigenden Ummantelung, wobei die Ummantelung zumindest eine Mantelschicht (2) aus zumindest zwei miteinander verflochtenen textilen Untereinheiten (3, 4) einer ersten Hierarchieebene aufweist und wobei gegebenenfalls ein Teil der textilen Untereinheiten (3, 4) der ersten Hierarchieebene zumindest zwei textile Untereinheiten einer zweiten Hierarchieebene aufweist, welche wiederum gegebenenfalls zumindest zwei textile Untereinheiten einer dritten Hierarchieebene aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) eine äußerste Mantelschicht (2) vorgesehen ist, deren textile Untereinheiten (3, 4) der ersten Hierarchieebene und/oder, falls vorhanden, textile Untereinheiten der zweiten Hierarchieebene sich in ihrer textilen Konstruktion voneinander unterscheiden und daraus resultierend unterschiedliche Verschleißfestigkeiten aufweisen
    und/oder
    b) eine äußerste Mantelschicht und eine unterhalb dieser angeordnete weitere Mantelschicht vorgesehen sind, und wobei sich die textilen Untereinheiten der ersten Hierarchieebene und/oder, falls vorhanden, die textilen Untereinheiten der zweiten Hierarchieebene der äußersten Mantelschicht von jener der weiteren Mantelschicht in ihrer textilen Konstruktion voneinander unterscheiden und daraus resultierend unterschiedliche Verschleißfestigkeiten aufweisen,
    wobei die textilen Untereinheiten einer untersten Hierarchieebene des Seiles weder in der äußersten Mantelschicht noch in der weiteren unterhalb der äußersten Mantelschicht angeordneten Mantelschicht in einer Harzmatrix dispergiert vorliegen.
  2. Hochfestes Faserseil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die textilen Untereinheiten (3, 4) der ersten Hierarchieebene und/oder, falls vorhanden, der zweiten Hierarchieebene hinsichtlich ihrer textilen Konstruktion voneinander in zumindest einer der folgenden Eigenschaften unterscheiden:
    - Art des Aufbaus;
    - technische Parameter des Aufbaus, insbesondere Flecht- bzw. Schlagwinkel;
    - falls vorhanden, Anzahl der textilen Untereinheiten der zweiten Hierarchieebene pro textiler Untereinheit (3, 4) der ersten Hierarchieebene;
    - falls vorhanden, Anzahl der textilen Untereinheiten der dritten Hierarchieebene pro textiler Untereinheit der zweiten Hierarchieebene; und
    - Vorliegen und/oder Art und/oder Menge einer Imprägnierung.
  3. Hochfestes Faserseil (9) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei eine der zumindest zwei textilen Untereinheiten (12) der ersten Hierarchieebene geflochten ist und eine andere der zumindest zwei textilen Untereinheiten (11) der ersten Hierarchieebene gedreht ist.
  4. Hochfestes Faserseil (1) nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei zumindest zwei textile Untereinheiten der ersten Hierarchieebene (3, 4) gedreht sind, wobei eine der zumindest zwei textilen Untereinheiten (3) der ersten Hierarchieebene stärker gedreht ist als eine andere der zumindest zwei gedrehten textilen Untereinheiten (4) der ersten Hierarchieebene.
  5. Hochfestes Faserseil (13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Teil der textilen Untereinheiten (15, 16) der ersten Hierarchieebene aus einer Mehrzahl von im wesentlichen parallel nebeneinanderliegenden Untereinheiten einer zweiten Hierarchieebene gebildet ist, wobei zumindest eine der textilen Untereinheiten der zweiten Hierarchieebene geflochten ist und zumindest eine andere der textilen Untereinheiten der zweiten Hierarchieebene gedreht ist.
  6. Hochfestes Faserseil (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Teil der textilen Untereinheiten (7, 8) der ersten Hierarchieebene aus einer Mehrzahl von im wesentlichen parallel nebeneinanderliegenden Untereinheiten einer zweiten Hierarchieebene gebildet ist, wobei zumindest ein Teil der textilen Untereinheiten der zweiten Hierarchieebene gedreht ist und wobei zumindest ein Teil der gedrehten textilen Untereinheiten der zweiten Hierarchieebene stärker gedreht ist als ein anderer Teil der gedrehten textilen Untereinheiten der zweiten Hierarchieebene.
  7. Hochfestes Faserseil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei Vorhandensein der weiteren Mantelschicht in der Ummantelung in der äußersten Mantelschicht Kunststofffasern vorgesehen sind, die sich hinsichtlich ihrer Feinheit und/oder Abrieb- und/oder Zugfestigkeit und/oder Biegewechselstandfestigkeiten und/oder ihres Werkstoffs zumindest von einem Teil der Kunststofffasern der weiteren Mantelschicht unterscheiden.
  8. Hochfestes Faserseil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei Vorhandensein der weiteren Mantelschicht in der Ummantelung die Ummantelung Mantelschichten unterschiedlicher Schichtdicken und/oder von Schicht zu Schicht unterschiedlich dicke Kunststofffasern aufweist.
  9. Hochfestes Faserseil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei textile Untereinheiten, die unterschiedliche Verschleißfestigkeiten aufweisen, in unterschiedlichen Farben eingefärbt sind.
  10. Hochfestes Faserseil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Seilkern eine von der Ummantelung abweichende Farbe besitzt.
  11. Hebezeug, insbesondere Kran wie Turmdrehkran, Teleskop-, Hafen- oder Schiffskran, mit einem hochfesten Faserseil (1), das gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
  12. Hebezeug gemäß Anspruch 10, wobei das hochfeste Faserseil (1) ein Kranhubseil oder ein Kranauslegerabspannseil bildet.
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