EP4335953A1 - Antistatic core/sheath rope - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a rope made of textile fiber material, comprising a rope core and a sheath surrounding the rope core.
- Static electricity usually occurs when two surfaces separate. This can occur, for example, with running ropes that run over sheaves during operation. During operation, parts of the rope come into contact with the disks installed in the rope drive. These rope increments are deflected via the rope pulleys and after the desired change of direction in the rope drive, the rope runs off the rope pulley, i.e. the rope is separated from the rope pulley. By separating the surface of the rope from the surface of the sheave, both surfaces become charged with an electrical charge. If the pulley were sufficiently electrically conductive and grounded, the electrical charge generated by the surface separation could be dissipated into the earth, e.g. through the steel construction of the hoist. Conversely, the pulley could also ground the rope.
- an electrostatic charge becomes noticeable from around 3 kV and often leads to a moment of shock, which is associated with the risk of an accident.
- the type and amount of charge accumulated depends on the material pairing of both components Component surfaces of both components, the number of surface separations and all parameters that influence charge migration, in particular the ambient temperature, the component temperature and the air and surface humidity.
- WO2012042576A1 and JPH01207483A known to provide ropes with antistatic properties.
- short antistatic fibers are used in the form of electrically conductive staple fibers that are spun into a yarn.
- the conductive staple fibers should be made as short as possible so that a so-called corona discharge can take place.
- the ends of the staple fibers would act as electrodes to achieve the corona discharge. According to this principle, the greater the number of ends of staple fibers, the better the corona discharge would be.
- an antistatic fiber which comprises a multilobal, conductive fiber core which is covered by a non-conductive plastic sheath.
- Such fibers are from the US 5,202,185 known and are offered, for example, under the brand Nega-Stat ® P190 and arranged in a grid shape in flat woven, knitted or nonwoven fabrics, for example to produce protective equipment.
- the US 5,202,185 further teaches that some of these fibers can be used as staple fibers.
- antistatic fibers can also include a fiber core that is not multilobal but, for example, circular, as in writing US 3,803,453 A is described.
- a rope made of textile fiber material comprising a rope core and a sheath surrounding the rope core, the rope comprising at least one antistatic multifilament yarn or an antistatic monofilament which is in the rope core, in the sheath, in a between the rope core and the sheath located intermediate sheath and / or in a reinforcement located between the rope core and the sheath, the antistatic monofilament or individual filaments of the antistatic multifilament yarn each comprising a conductive fiber core which is covered by a non-conductive plastic sheath.
- At least one antistatic multifilament yarn or at least one antistatic monofilament is arranged in the rope in order to give it the antistatic properties.
- no staple fibers are used, but rather a monofilament or multifilament yarn, i.e. a continuous fiber or a continuous fiber yarn, which can be provided parallel to or at an angle to the longitudinal axis of the rope. Since such a multifilament yarn or a monofilament is significantly thinner than a yarn made from antistatic staple fibers, the multifilament yarn or the monofilament can be used more flexibly.
- the antistatic monofilament or the antistatic multifilament yarn consisting of individual filaments with a conductive fiber core has the property that it attracts the electric field from the surface and can neutralize the entire free charge on the surface of the rope through corona discharge.
- the surface charges are attracted to the rope and released into the environment over time through air ionization. This allows the surface discharge of the rope and the rope pulley to be reduced to an area that is safe for people and the environment.
- the US 5,202,185 , the US 3,803,453 A and the fiber sold by Barnet under the trademark Nega-Stat ® P190 are examples of the US 5,202,185 , the US 3,803,453 A and the fiber sold by Barnet under the trademark Nega-Stat ® P190.
- the fiber core of the antistatic monofilament or the fiber core of the individual filaments of the antistatic multifilament yarn can have a circular shape in cross section, such as from the US 3,803,453 A is known.
- the fiber core of the antistatic monofilament or the fiber core of the individual filaments of the antistatic multifilament yarn has a multilobal shape in cross section, as shown in the US 5,202,185 is known because these antistatic fibers have a better antistatic effect.
- the fiber core of the antistatic monofilament or the fiber core of the individual filaments of the antistatic multifilament yarn is non-metallic.
- the fiber core comprises electrically conductive carbon black, also called conductivity carbon black.
- the antistatic multifilament yarns and/or the antistatic monofilaments preferably have a titer of a maximum of 500 dtex.
- the antistatic multifilament yarns or the antistatic monofilaments also have the particular advantage that they can be specifically incorporated into the components of the core-sheath rope, possibly only into the sheath, only into the rope core, only into the intermediate sheath or only into the reinforcement. This allows the amount of antistatic fibers to be reduced, which reduces costs and also saves weight.
- the sheathing and/or the intermediate sheath and/or the reinforcement i.e. at least one of these components, a braid with braids running in the S direction and in the Z direction, with at least one braid running in the S direction having at least a first antistatic Multifilament yarn or at least a first antistatic monofilament and at least one braid running in the Z direction comprises at least a second antistatic multifilament yarn or a second antistatic monofilament.
- the antistatic multifilament yarns or the antistatic monofilaments run essentially parallel to the respective braid, apart from a twist caused by optional twisting, and thereby form a cylindrical grid. Such an arrangement enables a particularly uniform arrangement of the antistatic multifilament yarns or the antistatic monofilaments on or under the rope surface, so that electrostatic charges can be absorbed particularly effectively by the fibers and released into the air.
- the sheathing and/or the intermediate sheath and/or the reinforcement is a braid with braids running in the S direction and in the Z direction, with one or more antistatic multifilament yarns or antistatic monofilaments either only in one or more in the S direction.
- only a single antistatic multifilament yarn or a single antistatic monofilament can be used in the rope present.
- the at least one antistatic multifilament yarn or the at least one antistatic monofilament thereby runs essentially spirally around the direction of the rope on or below the rope surface and runs at essentially equal distances around the rope.
- antistatic multifilament yarns or antistatic monofilaments these can only be used in some of the braids running in the S-direction and / or Z-direction, for example only in every second, every third or every fourth in the S-direction and / or Z-direction running braid can be arranged. This means that the structure explained above can still be achieved, with larger grid spacing being achieved.
- the amount of antistatic multifilament yarns or antistatic monofilaments can be further specifically selected if only some, preferably only one, of these threads or yarns of a lichen comprises at least one antistatic multifilament yarn or at least one antistatic monofilament.
- the other threads or yarns can therefore be free of antistatic multifilament yarns and antistatic monofilaments.
- the proportion of antistatic multifilament yarns or the proportion of antistatic monofilaments in the total titer of the sheath or the intermediate sheath can be adjusted.
- the proportion of the antistatic multifilament yarns or antistatic monofilaments in the total titer of the sheath or the intermediate sheath is preferably a maximum of 25%, a maximum of 10% or a maximum of 5%.
- the proportion of antistatic multifilament yarns or the proportion of antistatic monofilaments in the total titer of the sheath or intermediate sheath is at least 0.5%, at least 1%, at least 1.4%, at least 2.1% or at least 3% or essentially 1 .4%, substantially 2.1% or substantially 3%.
- the titer or total titer is calculated as mass/length and has the unit dtex if the mass is used in grams and the length in 10,000 meters. Tests have shown that these proportions are sufficient even for ropes with long service lives to achieve an excellent antistatic effect over their entire service life.
- the proportion of antistatic multifilament yarns or the proportion of antistatic monofilaments in the total titer of the reinforcement can be up to 100%, since the Reinforcement is not designed to cover.
- the proportion of antistatic multifilament yarns or the proportion of antistatic monofilaments can be freely selected, depending on the antistatic effect to be achieved and the desired mechanical properties of the rope core.
- the proportion of antistatic multifilament yarns or antistatic monofilaments in the rope is selected such that the rope is electrostatically charged of 8 kV, preferably 5 kV, particularly preferably 3 kV, particularly preferably 2 kV, is not exceeded after an electrostatic charging process, measured at a temperature between 15 ° C and 25 ° C, at a relative humidity between 30% and 40% a distance of 10 cm from the rope.
- the measurement of the electrostatic charge can be carried out, for example, 10 seconds after an electrostatic charging process.
- the electrostatic charging process can, for example, be one or more lifting processes or other friction on the rope.
- the electrostatic charging process can, for example, be carried out until a maximum electrostatic charge is achieved.
- the stated electrostatic charge of the rope should not be exceeded at least immediately after the rope has been manufactured, but preferably also after a predetermined amount of wear on the rope, particularly preferably at the end of the rope's service life according to Chapter. 6.3.3. (multilayer spooling performance) of ISO TS 23624:2021.
- the rope is provided and electrostatically charged, for example by a predetermined number of lifting and lowering cycles without a payload, for example after one or five lifting and lowering cycles without a payload.
- the proportion of antistatic multifilament yarns or antistatic monofilaments in the rope is increased until the stated electrostatic charge is not exceeded. If it is to be achieved that the mentioned electrostatic charge of the rope also remains at the end of the rope's service life according to Chapter. 6.3.3. ISO TS 23624:2021 or after a predetermined wear relative to this service life (e.g.
- the predetermined wear is first brought about and then the electrostatic charge is determined after an electrostatic charging process. It is advisable to charge the rope electrostatically using the same method that causes wear, for example according to the method mentioned Norm, although preferably no payload is used to create the electrostatic charge.
- antistatic multifilament yarns or antistatic monofilaments in the sheath can also be present in the rope core itself. If this comprises several core layers, which can be the case in particular with cores twisted in multiple layers, the at least one antistatic multifilament yarn or the at least one antistatic monofilament is preferably only arranged in the outermost core layer, since this is arranged closest to the rope surface, where the electrostatic Charging occurs when surfaces separate.
- the rope core could also be braided.
- the reinforcement is made exclusively from antistatic multifilament yarns or antistatic monofilaments.
- the reinforcement can be designed as standing threads or alternatively as a non-covering braid to form a lattice-shaped network.
- the antistatic multifilament yarns or antistatic monofilaments preferably form a uniform cylindrical grid, the mesh size of which is preferably between 5 mm and 20 mm, particularly preferably essentially 10 mm, amounts.
- a non-uniform cylindrical grid could also be provided, for example when antistatic multifilament yarns or antistatic monofilaments are arranged with different spacings in the S-direction and in the Z-direction. If antistatic multifilament yarns or antistatic monofilaments are only present in braids in the S-direction or in the Z-direction, there will usually be no grid but a spiral cover.
- the at least one antistatic multifilament yarn comprises at least six individual filaments, preferably exactly twenty-four individual filaments.
- Such multifilament yarns are already available on the market, so no further modifications need to be made.
- the antistatic multifilament yarns or the antistatic monofilaments are often too thin to be used as a separate yarn on a bobbin of a round braiding machine, the antistatic multifilament yarns and / or the antistatic Monofilaments are twisted with a thread or yarn made of another material, said other material preferably being UHMWPE or PES.
- UHMWPE or PES preferably being UHMWPE or PES.
- the rope core comprises high-strength fibers, preferably p-aramid fibers, m-aramid fibers, LCP fibers, UHMWPE fibers or PBO fibers. Ropes with such rope cores can be used in particular for rope cranes.
- the sheathing and/or the intermediate sheath and/or the reinforcement comprises both high-strength fibers, preferably p-aramid fibers, m-aramid fibers, LCP fibers, UHMWPE fibers or PBO fibers, as well as non-high-strength fibers, preferably PA Fibers, PES fibers or PP fibers, preferably at least a first antistatic multifilament yarn or a first antistatic monofilament being twisted with the high-strength fibers to form a first thread and at least a second antistatic multifilament yarn or a second antistatic monofilament with the non-high-strength fibers is twisted with a second thread.
- Such a casing is particularly suitable for use in cable cranes.
- the rope described above is particularly suitable for use as a crane rope, with the crane rope preferably carrying a bottom block with load hooks for transporting, lifting and lowering loads.
- the crane rope preferably carrying a bottom block with load hooks for transporting, lifting and lowering loads.
- such constructions are particularly prone to electrostatic charging, since the lower block cannot be grounded without further measures.
- the use according to the invention enables the electrostatic charge to be reduced to a harmless level, preferably below the human perception limit of 3 kV.
- Figure 1 shows a lower block 1 with load hook 2 of a crane, not shown.
- the lower block 1 is supported by a 5-fold reeved rope 3 (10-strand reeving), each of which is deflected around a pulley 4 of the lower block 1.
- the lower block 1 could also be supported by a single-reeved rope 3 (2-strand reeving), in which case the lower block 1 will also only comprise one sheave 4.
- the rope 3 according to the invention is a fiber rope, ie a rope 3 made of textile fiber material with a usually essentially non-conductive rope surface.
- “Non-conductive” is understood here to mean an ohmic resistance of > 10 6 ohms. That section of the rope 3 that comes into contact with the respective pulley 4 is therefore effectively not grounded.
- the pulley 4 or the lower block 2 is not grounded either, as it hangs freely in the air. If the rope according to the prior art were used as a pure fiber rope without further precautions to reduce the antistatic effect, the rope 3 and the rope 3 would become electrostatically charged during operation of the rope crane due to the up and down movement of the lower block 1 on the rope 3 Bottom bottle 1 come.
- the rope 3 has at least one antistatic multifilament yarn 5 or one antistatic monofilament, as explained in detail below.
- the rope 3 described here is not intended for applications such as in Figure 1 shown is limited and does not have to be a crane rope. In general, the rope 3 can be used for all applications in which electrostatic charging is to be reduced.
- the ropes 3 according to the invention usually have an outer diameter of 5 mm to 60 mm.
- the structure of the rope 3 according to the invention is in one variant Figure 2 shown, which represents a cross section of a rope 3.
- the rope 3 includes a rope core 6 and a sheath 7 surrounding the rope core 6.
- the rope 3 is made of a textile fiber material, that is, both the rope core 6 and the sheath 7 are made of textile fiber material.
- the rope 3 is preferably made metal-free, possibly apart from optional connecting elements or clamps which are attached to the ends of the rope 3 or at another point on the rope 3, or optionally functional, electrically conductive wires guided in the rope 3, for example as current conductors , information conductor or sensor serve.
- the rope 3 can have an intermediate sheath 8, which is provided between the rope core 6 and the sheath 7.
- this intermediate jacket 8 can also be made of textile fiber material and can preferably be metal-free.
- a textile, preferably metal-free reinforcement (not shown) can also be used, which is understood to mean a non-covering component such as a net or standing threads. If the reinforcement is used in combination with a covering intermediate sheath 8, the reinforcement can be located either between the rope core 6 and the intermediate sheath 8 or between the intermediate sheath 8 and the sheath 7.
- the rope core 6 has several core layers 9, 10, 11, with the core layer that is arranged closest to the sheath 7 being referred to as the outermost core layer 11.
- a multi-layer rope core 6 can be produced, for example, if the rope core 6 is produced by multi-layer stranding of strands.
- the rope core 6 comprises three core layers 9, 10, 11, whereby only two or more than three core layers are used and the individual strand layers can have different lay directions around the longitudinal axis.
- the rope core 6 could also be designed without core layers or be formed by several strands that do not form any layers, or be braided.
- the rope 3 comprises at least one antistatic multifilament yarn 5 or at least one antistatic monofilament.
- the antistatic multifilament yarn 5 or the antistatic monofilament or the antistatic multifilament yarns 5 or the antistatic monofilaments is or are present as continuous fibers over essentially the entire length of the rope 3.
- filament or continuous fiber refers to fibers with a length of > 1000 mm. If necessary, after use there may be breakage points in one or more antistatic filaments, whereby these damaged antistatic filaments can further be referred to as continuous fibers.
- Multifilament yarns consist of a defined number of individual filaments and are only available in this form and not separated into the individual filaments. Monofilaments are individual filaments of generally greater thickness that are available in this isolated form.
- the antistatic multifilament yarn 5 consists of several individual filaments 12, which run essentially parallel and directly next to one another in order to form the respective antistatic multifilament yarn 5.
- the individual filaments 12 are usually present next to each other loosely and not dispersed in a matrix.
- the antistatic effect of the antistatic multifilament yarn 5 is due to the special structure of the individual filaments 12, each of which includes a conductive fiber core 13 which is covered by a non-conductive plastic sheath 14.
- the antistatic effect of the antistatic monofilament is due to its special structure, which in turn comprises a conductive fiber core which is covered by a non-conductive plastic cover.
- the structure described below with fiber core and plastic cover can be used both for the individual filaments 12 of the antistatic multifilament yarn 5 and for the antistatic monofilament.
- the preferred structure of the individual filaments 12 or the monofilament is in the US 5,202,185 described, the content of which is hereby incorporated into this application.
- the individual filaments 12 or the monofilament could also be as in the US 3,803,453 A described, the content of which is hereby also incorporated into this application.
- the non-conductive plastic sheath 14 of the individual filaments 12 or the monofilament is preferably an extrudable, synthetic, thermoplastic, fiber-forming polymer or copolymer.
- these include, among others, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyacrylics, polyamides and polyesters with fiber-forming molecular weight.
- Particularly suitable shell polymers are polyhexamethylene adipamide, polycaprolactam and polyethylene terephthalate. In general, however, other materials could also be used.
- the fiber core 13 of the individual filaments 12 or the monofilament comprises electrically conductive material (ie with an ohmic resistance ⁇ 10 6 ohms), preferably non-metallic material.
- the fiber core 13 particularly preferably comprises electrically conductive carbon black, also called conductivity carbon black, in order to achieve the antistatic effect.
- the fiber core 13 could also include other material that gives the fiber core its electrically conductive property.
- the electrically conductive material is usually dispersed in a polymeric, thermoplastic matrix. This makes it possible to achieve particularly thin diameters of the individual filaments 12 or the monofilaments, whose manageability (eg flexibility) is comparable to classic textile fibers, which would not be possible, for example, if the fiber core 13 were a solid metal core.
- carbon black concentrations in the fiber core 13 of 15 to 50 percent can be used. Preferred A concentration of 20 to 35 percent is used as this achieves high conductivity while maintaining a reasonable level of processability.
- the polymer in the fiber core 13 can also be selected from the same group as that for the cladding, or it can be non-fibre-forming since it is protected by the cladding. In general, other materials could also be used.
- the cross-sectional area of the fiber core 13 in the individual filaments 12 or in the monofilament should be sufficient to achieve the desired antistatic effect.
- the proportion of the fiber core 13 in the single filament fiber 12 or in the monofilament can be, for example, at least 0.3% by volume, preferably at least 0.5% by volume and up to 35% by volume.
- the conductive fiber core 13 preferably has a multilobal shape in cross section with usually at least 3, preferably 3 to 6 lobes (lobes). Each lobe preferably has an L/D ratio of 1 to 20, where L is the length of a line extending from the midpoint of the junction between the two lowest points of adjacent valleys on either side of the lobe to the farthest point of that lobe. D is the largest width of the flap, measured normal to L.
- the conductive fiber core 13 could also have a different shape in cross section, such as a circular or oval shape. In other variants, the cross section could also be I-shaped, triangular or square.
- the individual filament fibers 12 that can be used for the present invention have, for example, a titer of 6.5 dtex, so that an antistatic multifilament yarn 5 with 24 individual filament fibers 12 has a titer of 156 dtex.
- the monofilaments could also have a titer of 156 dtex, although the titer could also be chosen to be significantly smaller or larger.
- the rope 3 described here is a core-sheath rope
- the antistatic multifilament yarn 5 or the antistatic monofilament as a textile sub-element, ie as a yarn and in particular as part of a thread, in one or more of the components of the core-sheath rope, ie in the rope core 6, in the sheath 7, in the intermediate sheath 8 and/or in the reinforcement.
- both at least one antistatic multifilament yarn 5 and at least one antistatic monofilament to be present in the rope 3.
- only antistatic multifilament yarns 5 could be present in the sheath 7 and antistatic monofilaments could be present in the intermediate sheath 8.
- both antistatic multifilament yarns 5 and antistatic ones could be in the sheath 7 Monofilaments are present.
- the antistatic multifilament yarn 5 and/or the antistatic monofilament can also be incorporated only in the rope core 6, only in the sheath 7, only in the intermediate sheath 8 and/or only in the reinforcement, without antistatic multifilament yarns 5 or antistatic monofilaments in the other components present.
- antistatic multifilament yarns 5 or antistatic monofilaments in the rope 3 depends on various factors, which will be discussed in more detail below. In the simplest case, however, there is only a single antistatic multifilament yarn 5 or a single antistatic monofilament in the rope 3, which is present as a continuous fiber over the entire length of the rope 3. This can be provided in particular for ropes 3 that are not subject to heavy wear.
- the amount of antistatic multifilament yarns 5 or antistatic monofilaments in the rope 3 is usually selected in such a way that either at the time of production or after a predetermined wear of the rope 3, for example when the rope 3 has reached its service life (ie it is ready to be discarded) according to Chapter 6.3.3 .
- a certain electrostatic charge is not exceeded after an electrostatic charging process (e.g. to achieve a maximum electrostatic charge on the rope). This electrostatic charge is preferably below the human-perceptible limit.
- this electrostatic charge can be below 8 kV, preferably below 5 kV or particularly preferably below the human-perceptible limit of 3 kV or below 2 kV, measured at a temperature between 15 ° C and 25 ° C, at a relative humidity between 30% and 40% at a distance of 10 cm to rope 3.
- antistatic multifilament yarns 5 or antistatic monofilaments are provided in the sheath 7, their antistatic effect is best because they will be at least partially present on the outer surface of the rope 3. As a result, the antistatic multifilament yarns 5 or the antistatic monofilaments do not have to discharge through other fiber material.
- the proportion of antistatic multifilament yarns or antistatic monofilaments 5 on the sheath 7 can also be increased in order to not to exceed a certain electrostatic charge even after a predetermined use.
- antistatic multifilament yarns 5 or antistatic monofilaments in the sheath 7 the following measures can be used.
- Embodiments with antistatic multifilament yarns 5 are explained below, although these can also be implemented with antistatic monofilaments instead of the antistatic multifilament yarns 5.
- antistatic monofilaments instead of the antistatic multifilament yarns 5.
- the casing 7 is usually a braid, so that the casing 7 comprises several braids 15a, 15b, of which half of the braids 15a run in the so-called S direction of the casing 7 and the other half of the braids 15b run in the so-called Z -Direction of the sheath 7.
- one or more antistatic multifilament yarns 5 only in the Braids 15a of the S direction are present, only in the braids 15b of the Z direction or both in braids 15a of the S direction and in braids 15b of the Z direction.
- the antistatic multifilament yarns 5 will form a cylindrical grid. If it is a uniform cylindrical grid, the mesh size M of the grid can preferably be between 5 mm and 20 mm, particularly preferably essentially 10 mm. This solution with a uniform cylindrical grid can be chosen not only for the casing 7, but also for the intermediate casing 8 and/or the reinforcement, if these are designed as a braid, or also the rope core 6, if this is designed as a braided rope core 6.
- every second braid 15a in the S direction and every third braid 15b in the Z direction has one or more antistatic multifilament yarns 5.
- the antistatic multifilament yarns 5 are only provided in some of the braids 15a, 15b running in the S-direction or Z-direction.
- all of the braids 15a, 15b except for one braid could include antistatic multifilament yarns 5.
- the braids 15a, 15b have several threads 16, in this case three different threads 16 per braid 15a, 15b.
- a sheath 7 is produced with several threads 16 per braid 15a, 15b by providing several threads 16 on the bobbins of a round braiding machine.
- the braids 15a, 15b can each comprise only one thread 16, only two threads 16 or more than two threads 16.
- plied yarns could also be provided.
- the exemplary embodiments below are all included Twisting is explained, but it goes without saying that plied yarns can also be used as an alternative.
- the braids 15a, 15b each comprise three threads 16, only one of which comprises antistatic multifilament yarns 5.
- none or all of the threads 16 of a braid 15a, 15b could comprise an antistatic multifilament yarn 5, or all but one or all but two or only one, only two or only three of the threads of a braid 15a, 15b could (n) comprise an antistatic multifilament yarn 5, depending on the number of twists per braid 15a, 15b. It can be freely chosen whether the thread 16 with antistatic multifilament yarn 5 is arranged in the middle of the threads 16 or at the edge of the braid.
- the proportion of antistatic multifilament yarns 5 in the sheath 7 can be further influenced if the proportion of antistatic multifilament yarn 5 in the respective thread 16 is selected.
- a thread 16 of a braid 15a, 15b consists only of one or more antistatic multifilament yarns 5, folded or twisted together. From the illustrated embodiment of Figure 3 However, it can be seen that the antistatic multifilament yarn 5 can also be twisted with another yarn or thread in order to specifically select the proportion of antistatic multifilament yarn 5.
- one, two, three or more than three antistatic multifilament yarns 5 with one or more twists made of high-strength materials such as p-aramid fibers, m-aramid fibers, LCP fibers, UHMWPE fibers or PBO fibers or one or more twists made of non- be twisted with high-strength materials such as PA fibers, PES fibers or PP fibers.
- high-strength materials such as p-aramid fibers, m-aramid fibers, LCP fibers, UHMWPE fibers or PBO fibers or one or more twists made of non- be twisted with high-strength materials such as PA fibers, PES fibers or PP fibers.
- two antistatic multifilament yarns 5, each comprising twenty-four individual filaments were twisted with a thread made of UHMWPE, the denier of the UHMWPE threads being more than ten times greater than the denier of the two antistatic multifilament yarns 5.
- the sheath 7 contains both high-strength fibers, preferably p-aramid fibers, m-aramid fibers, LCP fibers, UHMWPE fibers or PBO fibers, as well as non-high-strength fibers, preferably PA fibers, PES fibers.
- Fibers or PP fibers wherein preferably at least a first antistatic multifilament yarn 5 is twisted with the high-strength fibers to form a first thread and at least a second antistatic multifilament yarn 5 is twisted with the non-high-strength fibers to form a second thread.
- the first and second threads are preferably in different braids 15a, 15b.
- the casing comprises 7 braids 15a, 15b made of different material, as shown in Figure 3 If this is the case, it could, however, be provided that the antistatic multifilament yarns 5 are only twisted with threads of the same material.
- the antistatic multifilament yarns 5 could be in the embodiment of Figure 3 can also only be twisted with PES threads.
- the sheath 7 can also consist of only threads made of a single material, one, some or all of which are twisted with antistatic multifilament yarns 5.
- the sheathing 7 can also only comprise PES fibers and the antistatic multifilament yarns 5.
- first test rope V1 without antistatic multifilament yarns 5, a second test rope V2 with a first amount of antistatic multifilament yarns 5 and a third test rope V3 with a second amount of antistatic multifilament yarns 5.
- the proportion of antistatic multifilament yarns 5 in the total titer of the sheath 7 was 1.4%.
- the proportion of antistatic multifilament yarns 5 in the total titer of the sheath 7 was 2.1%.
- All three test ropes V1, V2, V3 had a three-layer twisted rope core 6 with 35 strands with an outer diameter of 18 mm.
- the rope core 6 did not include any antistatic multifilament yarns 5.
- All three test ropes V1, V2, V3 also had a sheath 7 with an outer diameter of 21 mm, with sixteen braids 15a arranged in the S direction and sixteen braids 15b in the Z direction.
- sixteen braids 15a, 15b three PES threads were made with 1100 dtex / 4-ply / 150 T/m each and one UHMWPE thread with 3300 dtex / 1-ply / 150 T/m, with this arrangement being repeated four times became.
- antistatic multifilament yarns 5 were twisted into the first test rope V1.
- antistatic multifilament yarns 5 were twisted twice, i.e. in one of the threads 16 of every second braid (alternating with a PES thread and with a UHMWPE thread) two antistatic multifilament yarns 5 with 156 dtex each were twisted.
- antistatic multifilament yarns 5 were twisted three times, i.e. three antistatic multifilament yarns 5 with 156 dtex each were twisted into one of the threads 16 of every second braid (alternating with a PES thread and a UHMWPE thread).
- V1 V2 V3 Antistatic multifilament yarns ---- Twisted twice Twisted 3 times Number of lichens 32 32 32 16 braids in S direction No lichen with anti-static multifilament yarn Every other braid (i.e. 8 braids) with antistatic multifilament yarn Every other braid (i.e.
- test ropes V1, V2, V3 were tested to determine their antistatic effect after different wear times. Since it is particularly relevant whether the test ropes V1, V2, V3 also have a sufficient antistatic effect at the end of their service life, the antistatic effect was determined after 800 full load cycles, 1200 full load cycles and 1600 full load cycles, corresponding to an equivalent crane use of 4 years, 6 years or 8 years, whereby the service life of the test ropes V1, V2, V3 is 8 years, determined according to Chapter 6.3.3. the ISO TS 23624:2021.
- the antistatic effect determined via the potential difference measured in V, was measured at a temperature between 15 ° C and 25 ° C, at a relative humidity between 30% and 40% at a distance of 10 cm from the rope 3.
- the measuring device had a measuring range that ends at 20 kV.
- To charge the rope electrostatically five cycles were carried out without a payload on the ungrounded bottom block with a load hook, whereby these cycles are the same as the full load cycles mentioned for determining the service life in accordance with Chapter 6.3.3.
- ISO TS 23624:2021 was carried out, i.e. the same or an identical lower block was used to determine the service life and electrostatic charge. This method of inducing and determining electrostatic charging can be used for all embodiments described herein.
- both test ropes V2, V3 have a significantly better antistatic effect compared to test rope V1, in which no antistatic multifilament yarns 5 were incorporated. From the comparison of the results of the test ropes V2, V3 it can also be seen that the third test rope V3 has a significantly better antistatic effect at 1200 full load cycles. It is therefore particularly preferred if the proportion of the antistatic multifilament yarns 5 or the proportion of the antistatic monofilaments in the total titer of the sheath 7 is at least 2.1% or essentially 2.1%, in the case of a rope 3 up to a point in time shortly before reaching to achieve an excellent antistatic effect over the service life.
- the proportion of the antistatic multifilament yarns 5 or the proportion of the antistatic monofilaments in the total titer of the sheath 7 is at least 3% or essentially 3%, in the case of a rope 3 with a service life of 8 years to achieve an excellent antistatic effect when the service life is reached.
- the invention can also be used for ropes 3 that have significantly shorter service lives or are exposed to less stress in other areas of application.
- the proportion of antistatic multifilament yarns 5 or the proportion of antistatic monofilaments in the total titer of the sheath 7 can also be chosen to be significantly lower than stated above. In general, it is therefore preferred if the proportion of antistatic multifilament yarns 5 or the proportion of antistatic monofilaments in the total titer of the sheath 7 is between 0.1% and 25%, preferably between 0.2% and 10%, particularly preferably between 0.5% and is 5%.
- a single antistatic multifilament yarn 5 or a single antistatic monofilament is twisted with a single thread 16 of a single braid 15a, 15b or is provided instead of this thread 16, regardless of the specific structure of the sheath 7.
- the intermediate sheath 8 optionally provided between the rope core 6 and the sheath 7 is also a braid and can therefore have a braided structure, as described above for the casing 7. It can therefore be provided that - instead of or in addition to the antistatic multifilament yarn 5 in the sheath - at least one antistatic multifilament yarn 5 or at least one antistatic monofilament in the structure described above for the sheath 7 (ie the structure of the braid with braiding, twisting and with these twisted antistatic multifilament yarns 5) are provided in the intermediate jacket 8.
- the proportion of the antistatic multifilament yarn 5 or the proportion of the antistatic monofilaments in the total titer of the intermediate sheath 8 is between 0.1% and 25%, preferably between 0.2% and 10%, particularly preferably between 0.5% and is 5%.
- a single antistatic multifilament yarn 5 or a single antistatic monofilament can be twisted with a single thread of a single braid of the intermediate jacket 8 or can be provided instead of this thread, regardless of the specific structure of the intermediate jacket 8.
- the proportion of the antistatic multifilament yarns 5 or the proportion of antistatic monofilaments in the total titer of the reinforcement can also be chosen to be higher than above for the casing 7 or the intermediate casing 8 was described because the reinforcement is designed to be non-covering.
- the proportion of the antistatic multifilament yarns 5 or antistatic monofilaments in the total titer of the reinforcement is 100%, i.e. the reinforcement consists only of the antistatic multifilament yarns 5 or antistatic monofilaments.
- the reinforcement consists only of high-strength or non-high-strength threads that have been twisted with the antistatic multifilament yarns 5.
- the reinforcement can be designed as a grid which, for example, has a mesh size of between 5 mm and 20 mm, particularly preferably essentially 10 mm.
- the reinforcement could also be formed by standing threads that lie essentially parallel to the direction of the rope.
- one or more antistatic multifilament yarns 5 or antistatic monofilaments could also be present in the rope core 6. If the rope core 6 is designed in multiple layers, such as in Figure 2 shown, is preferred if the at least one antistatic multifilament yarn 5 or the at least one antistatic monofilament is only present in the outermost core layer 11. As a result, the antistatic multifilament yarn 5 or the antistatic monofilament lies as close as possible to the rope surface. This effect can be further enhanced if the casing 7 is chosen to be thin.
- the rope core 6 is usually made of high strength and therefore preferably consists of p-aramid fibers, m-aramid fibers, LCP fibers, UHMWPE fibers or PBO fibers, optionally with the addition of the antistatic multifilament yarns 5 or antistatic monofilaments.
- the rope core could also consist of or include non-high-strength fibers.
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Seil (3) aus textilem Fasermaterial, umfassend einen Seilkern (6) sowie eine den Seilkern (6) umgebende Ummantelung (7), wobei das Seil (3) zumindest ein antistatisches Multifilamentgarn (5) oder ein antistatisches Monofilament umfasst, welches im Seilkern (6), in der Ummantelung (7), in einem zwischen dem Seilkern (6) und der Ummantelung (7) befindlichen Zwischenmantel (8) und/oder in einer zwischen dem Seilkern (6) und der Ummantelung (7) befindlichen Bewehrung vorgesehen ist,wobei das antistatische Monofilament oder Einzelfilamente (12) des antistatischen Multifilamentgarns (5) jeweils einen leitenden Faserkern (13) umfassen, der von einer nichtleitenden Kunststoffhülle (14) ummantelt ist.The invention relates to a rope (3) made of textile fiber material, comprising a rope core (6) and a sheath (7) surrounding the rope core (6), the rope (3) comprising at least one antistatic multifilament yarn (5) or one antistatic monofilament, which in the rope core (6), in the sheath (7), in an intermediate sheath (8) located between the rope core (6) and the sheath (7) and / or in one between the rope core (6) and the sheath (7) reinforcement is provided, the antistatic monofilament or individual filaments (12) of the antistatic multifilament yarn (5) each comprising a conductive fiber core (13) which is covered by a non-conductive plastic sheath (14).
Description
Die Erfindung betrifft ein Seil aus textilem Fasermaterial, umfassend einen Seilkern sowie eine den Seilkern umgebende Ummantelung.The invention relates to a rope made of textile fiber material, comprising a rope core and a sheath surrounding the rope core.
Aus dem Stand der Technik sind insbesondere im Anwendungsgebiet der Seilkräne Kern-Mantelseile aus textilem Fasermaterial bekannt, die üblicherweise nicht elektrisch leitfähig sind. Da diese Seile in der Regel an sich nicht geerdet oder entladen werden können, tritt je nach Anwendungsfall statische Elektrizität auf der Seiloberfläche auf, wie im Folgenden erläutert wird.From the prior art, particularly in the area of application of cable cranes, core-sheath cables made of textile fiber material are known, which are usually not electrically conductive. Since these ropes generally cannot be grounded or discharged, depending on the application, static electricity occurs on the rope surface, as explained below.
Üblicherweise kommt es zu statischer Elektrizität, d.h. elektrostatischer Aufladung, wenn sich zwei Oberflächen trennen. Dies kann beispielsweise bei laufenden Seilen auftreten, die im Betrieb über Seilscheiben laufen. Es kommen also im Betrieb Teilbereiche des Seiles in Kontakt mit den im Seiltrieb verbauten Scheiben. Diese Seilinkremente werden über die Seilscheiben umgelenkt und nach der gewünschten Richtungsänderung im Seiltrieb läuft das Seil von der Seilscheibe ab, d.h. das Seil wird von der Seilscheibe getrennt. Durch den Trennvorgang der Oberfläche des Seiles von der Oberfläche der Seilscheibe laden sich beide Oberflächen mit elektrischer Ladung auf. Wäre die Seilrolle ausreichend elektrisch leitend und geerdet, so könnte die durch die Oberflächentrennung generierte elektrische Ladung in die Erde abgeleitet werden, z.B. durch den Stahlbau des Hebezeuges. Umgekehrt könnte die Seilrolle so auch das Seil erden.Static electricity usually occurs when two surfaces separate. This can occur, for example, with running ropes that run over sheaves during operation. During operation, parts of the rope come into contact with the disks installed in the rope drive. These rope increments are deflected via the rope pulleys and after the desired change of direction in the rope drive, the rope runs off the rope pulley, i.e. the rope is separated from the rope pulley. By separating the surface of the rope from the surface of the sheave, both surfaces become charged with an electrical charge. If the pulley were sufficiently electrically conductive and grounded, the electrical charge generated by the surface separation could be dissipated into the earth, e.g. through the steel construction of the hoist. Conversely, the pulley could also ground the rope.
Besteht jedoch keine Möglichkeit, die Seilrolle zu erden, wie beispielsweise bei einem Kran in der Unterflasche mit Lasthaken, so kann die durch die Oberflächentrennung entstandene Ladung nicht abgeleitet werden. In der Folge sammelt sich im Betrieb durch die fortwährende Trennung der Seiloberfläche von der Seilrollenoberfläche elektrische Ladung im Seil, in der Seilrolle, in der Unterflasche und im Lasthaken an. Die Entladung erfolgt dann ungeplant bei Kontakt von Seil, Seilrolle, Unterflasche oder Lasthaken mit einem externen Leiter zur Erde, z.B. wenn eine Person oder ein Gegenstand in Kontakt mit diesem Bauteil kommt. So kann elektrische Entladung bei Personen einen elektrostatischen Schock oder Erschrecken mit Folgeverletzungen auslösen, eine Brandentladung und/oder industrielle Explosionen verursachen und/oder Schäden an empfindlichen elektronischen Geräten verursachen.However, if there is no possibility of grounding the pulley, such as in the case of a crane in the bottom block with a load hook, the load created by the surface separation cannot be diverted. As a result, during operation, electrical charge accumulates in the rope, in the rope pulley, in the bottom block and in the load hook due to the continuous separation of the rope surface from the rope pulley surface. The discharge then occurs unplanned when the rope, rope pulley, bottom block or load hook comes into contact with an external conductor to earth, e.g. if a person or object comes into contact with this component. Electrical discharge can cause electrostatic shock or shock to persons resulting in personal injury, cause fire and/or industrial explosions, and/or cause damage to sensitive electronic equipment.
Für den Menschen wird eine elektrostatische Aufladung ab etwa 3 kV spürbar und führt oft zu einem Schreckmoment, mit dem Unfallgefahr verbunden ist. Die Art und Menge der angesammelten Ladung ist abhängig von der Materialpaarung beider Bauteile, den Bauteiloberflächen beider Bauteile, der Anzahl der Oberflächentrennungen und von allen Parametern, die die Ladungsmigration beeinflussen, insbesondere von der Umgebungstemperatur, der Bauteiltemperatur und der Luft- und Oberflächenfeuchtigkeit.For humans, an electrostatic charge becomes noticeable from around 3 kV and often leads to a moment of shock, which is associated with the risk of an accident. The type and amount of charge accumulated depends on the material pairing of both components Component surfaces of both components, the number of surface separations and all parameters that influence charge migration, in particular the ambient temperature, the component temperature and the air and surface humidity.
Ist die Verwendung elektrisch nicht-leitfähiger Werkstoffe (als solche gelten Bauteile mit Ohm'schem Widerstand > 106 Ohm) für die Bauteile aus konstruktiven Gründen notwendig, wie dies bei den genannten Faserseilen üblicherweise der Fall ist, so muss die im Betrieb entstehende elektrische Ladung daher von mindestens einem der beiden Bauteile abgeleitet werden, um die oben angegebenen Gefährdungen zu vermeiden.If the use of electrically non-conductive materials (components with ohmic resistance > 10 6 ohms are considered as such) is necessary for the components for design reasons, as is usually the case with the fiber ropes mentioned, then the electrical charge generated during operation must must therefore be derived from at least one of the two components in order to avoid the hazards stated above.
Für Faserseile ist aus den Offenbarungen
Aus dem Anwendungsgebiet von flächigen Textilen, d.h. nicht bei Seilen, ist bekannt, eine antistatische Faser einzusetzen, die einen multilobalen, leitenden Faserkern umfasst, der von einer nichtleitenden Kunststoffhülle ummantelt ist. Derartige Fasern sind aus der
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein antistatisches Kern-Mantelseil aus textilem Fasermaterial bereitzustellen, das die Nachteile des Standes der Technik überwindet.It is the object of the invention to provide an antistatic core-sheath rope made of textile fiber material that overcomes the disadvantages of the prior art.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Seil aus textilem Fasermaterial, umfassend einen Seilkern sowie eine den Seilkern umgebende Ummantelung, wobei das Seil zumindest ein antistatisches Multifilamentgarn oder ein antistatisches Monofilament umfasst, welches im Seilkern, in der Ummantelung, in einem zwischen dem Seilkern und der Ummantelung befindlichen Zwischenmantel und/oder in einer zwischen dem Seilkern und der Ummantelung befindlichen Bewehrung vorgesehen ist, wobei das antistatische Monofilament oder Einzelfilamente des antistatischen Multifilamentgarns jeweils einen leitenden Faserkern umfassen, der von einer nichtleitenden Kunststoffhülle ummantelt ist.This object is achieved by a rope made of textile fiber material, comprising a rope core and a sheath surrounding the rope core, the rope comprising at least one antistatic multifilament yarn or an antistatic monofilament which is in the rope core, in the sheath, in a between the rope core and the sheath located intermediate sheath and / or in a reinforcement located between the rope core and the sheath, the antistatic monofilament or individual filaments of the antistatic multifilament yarn each comprising a conductive fiber core which is covered by a non-conductive plastic sheath.
Erfindungsgemäß wird somit zumindest ein antistatisches Multifilamentgarn oder zumindest ein antistatisches Monofilament im Seil angeordnet, um diesem die antistatischen Eigenschaften zu verleihen. Im Gegensatz zum Stand der Technik werden keine Stapelfasern eingesetzt, sondern ein Monofilament oder Multifilamentgarn, also eine Endlosfaser bzw. ein Endlosfasergarn, das parallel zur oder in einem Winkel zur Längsachse des Seils vorgesehen werden kann. Da ein derartiges Multifilamentgarn bzw. ein Monofilament wesentlich dünner ist als ein aus antistatischen Stapelfasern hergestelltes Garn, kann das Multifilamentgarn bzw. das Monofilament flexibler eingesetzt werden. Weiters tritt gegenüber Stapelfasern der Vorteil auf, dass die Multifilamentgarne bzw. Monofilamente aufgrund der Länge nicht aus dem Seil herausgearbeitet werden können, sodass eine längere Nutzungsdauer gegeben ist. Somit können nun auch antistatische Seile für Anwendungsgebiete hergestellt werden, bei denen dickere Garne mit Stapelfasern nicht eingesetzt werden können.According to the invention, at least one antistatic multifilament yarn or at least one antistatic monofilament is arranged in the rope in order to give it the antistatic properties. In contrast to the prior art, no staple fibers are used, but rather a monofilament or multifilament yarn, i.e. a continuous fiber or a continuous fiber yarn, which can be provided parallel to or at an angle to the longitudinal axis of the rope. Since such a multifilament yarn or a monofilament is significantly thinner than a yarn made from antistatic staple fibers, the multifilament yarn or the monofilament can be used more flexibly. Another advantage over staple fibers is that the multifilament yarns or monofilaments cannot be removed from the rope due to their length, meaning that they have a longer service life. This means that antistatic ropes can now also be produced for areas of application where thicker yarns with staple fibers cannot be used.
Das antistatische Monofilament bzw. das antistatische Multifilamentgarn bestehend aus Einzelfilamenten mit leitendem Faserkern hat, wie bekannt, die Eigenschaft, dass es das elektrische Feld von der Oberfläche anzieht und durch Koronaentladung die gesamte freie Ladung an der Oberfläche des Seils neutralisieren kann. In anderen Worten werden die Oberflächenladungen auf dem Seil angezogen und durch Luftionisation über die Zeit an die Umgebung abgegeben. Dadurch kann die Oberflächenentladung des Seils als auch der Seilrolle auf einen für Mensch und Umgebung ungefährlichen Bereich reduziert werden. Als Wirkungsnachweis hierfür wird auf die
In einfachen Fällen kann der Faserkern des antistatischen Monofilaments oder der Faserkern der Einzelfilamente des antistatischen Multifilamentgarns im Querschnitt eine kreisrunde Form haben, wie beispielsweise aus der
Die antistatischen Multifilamentgarne bzw. die antistatischen Monofilamente haben insbesondere auch den Vorteil, dass sie gezielt in die Komponenten des Kern-Mantelseils eingearbeitet werden können, gegebenenfalls auch nur in die Ummantelung, nur in den Seilkern, nur in den Zwischenmantel oder nur in die Bewehrung. Dadurch kann die Menge an antistatischen Fasern reduziert werden, was die Kosten reduziert und auch Gewicht einspart.The antistatic multifilament yarns or the antistatic monofilaments also have the particular advantage that they can be specifically incorporated into the components of the core-sheath rope, possibly only into the sheath, only into the rope core, only into the intermediate sheath or only into the reinforcement. This allows the amount of antistatic fibers to be reduced, which reduces costs and also saves weight.
Besonders bevorzugt ist die Ummantelung und/oder der Zwischenmantel und/oder die Bewehrung, d.h. zumindest eine dieser Komponenten, ein Geflecht mit in S-Richtung und in Z-Richtung verlaufenden Flechten, wobei mindestens eine in S-Richtung verlaufende Flechte zumindest ein erstes antistatisches Multifilamentgarn oder zumindest ein erstes antistatisches Monofilament und mindestens eine in Z-Richtung verlaufende Flechte zumindest ein zweites antistatisches Multifilamentgarn oder ein zweites antistatisches Monofilament umfasst. Die antistatischen Multifilamentgarne bzw. die antistatischen Monofilamente verlaufen dabei im Wesentlichen parallel zur jeweiligen Flechte, abgesehen von einer durch eine optionale Verzwirnung bedingten Drehung, und bilden dadurch ein zylindrisches Gitter. Eine derartige Anordnung ermöglicht eine besonders gleichmäßige Anordnung der antistatischen Multifilamentgarne bzw. der antistatischen Monofilamente auf bzw. unter der Seiloberfläche, sodass elektrostatische Aufladung besonders effektiv von den Fasern aufgenommen und an die Luft abgegeben werden kann.Particularly preferred is the sheathing and/or the intermediate sheath and/or the reinforcement, i.e. at least one of these components, a braid with braids running in the S direction and in the Z direction, with at least one braid running in the S direction having at least a first antistatic Multifilament yarn or at least a first antistatic monofilament and at least one braid running in the Z direction comprises at least a second antistatic multifilament yarn or a second antistatic monofilament. The antistatic multifilament yarns or the antistatic monofilaments run essentially parallel to the respective braid, apart from a twist caused by optional twisting, and thereby form a cylindrical grid. Such an arrangement enables a particularly uniform arrangement of the antistatic multifilament yarns or the antistatic monofilaments on or under the rope surface, so that electrostatic charges can be absorbed particularly effectively by the fibers and released into the air.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Ummantelung und/oder der Zwischenmantel und/oder die Bewehrung ein Geflecht mit in S-Richtung und in Z-Richtung verlaufenden Flechten, wobei eine oder mehrere antistatische Multifilamentgarne oder antistatische Monofilamente entweder nur in einer oder mehreren in S-Richtung verlaufenden Flechten oder nur in einer oder mehreren in Z-Richtung verlaufenden Flechten vorliegen. Dadurch kann die Menge an antistatischen Multifilamentgarnen bzw. an antistatischen Monofilamenten reduziert werden. In einem Fall kann somit auch nur ein einziges antistatisches Multifilamentgarn bzw. ein einziges antistatisches Monofilament im Seil vorliegen. Das zumindest eine antistatische Multifilamentgarn bzw. das zumindest eine antistatische Monofilament verläuft dadurch im Wesentlichen spiralförmig um die Seilrichtung an oder unter der Seiloberfläche und verläuft in im Wesentlichen gleichen Abständen um das Seil.In a further embodiment, the sheathing and/or the intermediate sheath and/or the reinforcement is a braid with braids running in the S direction and in the Z direction, with one or more antistatic multifilament yarns or antistatic monofilaments either only in one or more in the S direction. Directional lichens or only in one or more lichens running in the Z direction. This allows the amount of antistatic multifilament yarns or antistatic monofilaments to be reduced. In one case, only a single antistatic multifilament yarn or a single antistatic monofilament can be used in the rope present. The at least one antistatic multifilament yarn or the at least one antistatic monofilament thereby runs essentially spirally around the direction of the rope on or below the rope surface and runs at essentially equal distances around the rope.
Um die Menge an antistatischen Multifilamentgarnen bzw. antistatischen Monofilamenten noch weiter zu reduzieren, können diese nur in manchen der in S-Richtung und/oder Z-Richtung verlaufenden Flechten, z.B. nur in jeder zweiten, jeder dritten oder jeder vierten in S-Richtung und/oder Z-Richtung verlaufenden Flechte angeordnet werden. Dadurch lässt sich der oben erläuterte Aufbau weiterhin erzielen, wobei größere Gitterabstände erzielt werden.In order to further reduce the amount of antistatic multifilament yarns or antistatic monofilaments, these can only be used in some of the braids running in the S-direction and / or Z-direction, for example only in every second, every third or every fourth in the S-direction and / or Z-direction running braid can be arranged. This means that the structure explained above can still be achieved, with larger grid spacing being achieved.
Bei Geflechten, die Flechten mit zumindest zwei im Wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Zwirnen oder gefachten Garnen umfassen (was beispielsweise dadurch erreicht werden kann, wenn die Zwirne bzw. Garne nebeneinander auf einen Klöppel einer Rundflechtmaschine gespult werden), kann die Menge an antistatischen Multifilamentgarnen bzw. antistatischen Monofilamenten weiter spezifisch gewählt werden, wenn nur manche, bevorzugt nur einer dieser Zwirne bzw. Garne einer Flechte zumindest ein antistatisches Multifilamentgarn oder zumindest ein antistatisches Monofilament umfasst. Die anderen Zwirne bzw. Garne können somit frei von antistatischen Multifilamentgarnen und antistatischen Monofilamenten sein.In the case of braids that include braids with at least two threads or plied yarns running essentially parallel to one another (which can be achieved, for example, if the threads or yarns are wound side by side on a bobbin of a circular braiding machine), the amount of antistatic multifilament yarns or antistatic monofilaments can be further specifically selected if only some, preferably only one, of these threads or yarns of a lichen comprises at least one antistatic multifilament yarn or at least one antistatic monofilament. The other threads or yarns can therefore be free of antistatic multifilament yarns and antistatic monofilaments.
Durch die genannten Maßnahmen kann der Anteil der antistatischen Multifilamentgarne bzw. der Anteil der antistatischen Monofilamente am Gesamttiter der Ummantelung bzw. des Zwischenmantels eingestellt werden. Bevorzugt beträgt der Anteil der antistatischen Multifilamentgarne oder antistatischen Monofilamente am Gesamttiter der Ummantelung oder des Zwischenmantels maximal 25%, maximal 10% oder maximal 5%. Weiters bevorzugt beträgt der Anteil der antistatischen Multifilamentgarne oder der Anteil der antistatischen Monofilamente am Gesamttiter der Ummantelung oder des Zwischenmantels zumindest 0,5%, zumindest 1%, zumindest 1,4%, zumindest 2,1% oder zumindest 3% oder im Wesentlichen 1,4%, im Wesentlichen 2,1 % oder im Wesentlichen 3 %. Der Titer bzw. Gesamttiter berechnet sich als Masse/Länge und hat die Einheit dtex, wenn die Masse in Gramm und die Länge in 10.000 Meter verwendet wird. Versuche haben ergeben, dass diese Anteile auch für Seile mit langen Lebensdauern ausreichen, um eine hervorragende antistatische Wirkung über die gesamte Lebensdauer zu erzielen. Bei einer Bewehrung kann der Anteil der antistatischen Multifilamentgarne bzw. der Anteil der antistatischen Monofilamente am Gesamttiter der Bewehrung auch bis zu 100 % betragen, da die Bewehrung nicht deckend ausgeführt ist. Bei dem Seilkern kann der Anteil der antistatischen Multifilamentgarne bzw. der Anteil der antistatischen Monofilamente frei gewählt werden, in Abhängigkeit von der zu erzielenden antistatischen Wirkung und den gewünschten mechanischen Eigenschaften des Seilkerns.Through the measures mentioned, the proportion of antistatic multifilament yarns or the proportion of antistatic monofilaments in the total titer of the sheath or the intermediate sheath can be adjusted. The proportion of the antistatic multifilament yarns or antistatic monofilaments in the total titer of the sheath or the intermediate sheath is preferably a maximum of 25%, a maximum of 10% or a maximum of 5%. Further preferably, the proportion of antistatic multifilament yarns or the proportion of antistatic monofilaments in the total titer of the sheath or intermediate sheath is at least 0.5%, at least 1%, at least 1.4%, at least 2.1% or at least 3% or essentially 1 .4%, substantially 2.1% or substantially 3%. The titer or total titer is calculated as mass/length and has the unit dtex if the mass is used in grams and the length in 10,000 meters. Tests have shown that these proportions are sufficient even for ropes with long service lives to achieve an excellent antistatic effect over their entire service life. In the case of reinforcement, the proportion of antistatic multifilament yarns or the proportion of antistatic monofilaments in the total titer of the reinforcement can be up to 100%, since the Reinforcement is not designed to cover. In the rope core, the proportion of antistatic multifilament yarns or the proportion of antistatic monofilaments can be freely selected, depending on the antistatic effect to be achieved and the desired mechanical properties of the rope core.
Unabhängig davon, ob die antistatischen Multifilamentgarne bzw. antistatischen Monofilamente im Seilkern, in der Ummantelung, im Zwischenmantel oder in der Bewehrung vorliegen, ist bevorzugt, wenn der Anteil der antistatischen Multifilamentgarne oder antistatischen Monofilamente im Seil derart gewählt ist, dass eine elektrostatische Aufladung des Seils von 8 kV, bevorzugt 5 kV, besonders bevorzugt 3 kV, besonders bevorzugt 2 kV, nach einem elektrostatischen Aufladevorgang nicht überschritten wird, gemessen bei einer Temperatur zwischen 15 °C und 25 °C, bei einer relativen Luftfeuchtigkeit zwischen 30 % und 40 % in einem Abstand von 10 cm zum Seil. Die Messung der elektrostatischen Aufladung kann beispielsweise 10 Sekunden nach einem elektrostatischen Aufladevorgang erfolgen. Der elektrostatische Aufladevorgang kann beispielsweise ein oder mehrere Hebevorgänge oder eine sonstige Reibung am Seil sein. Der elektrostatische Aufladevorgang kann beispielsweise so lange durchgeführt werden, bis eine maximale elektrostatische Aufladung erreicht wird. Die genannte elektrostatische Aufladung des Seils soll zumindest unmittelbar nach der Herstellung des Seils nicht überschritten werden, bevorzugt jedoch auch nach einem vorbestimmten Verschleiß des Seils, besonders bevorzugt am Ende der Lebensdauer des Seils gemäß Kap. 6.3.3. (multilayer spooling performance) der ISO TS 23624:2021.Regardless of whether the antistatic multifilament yarns or antistatic monofilaments are present in the rope core, in the sheathing, in the intermediate sheath or in the reinforcement, it is preferred if the proportion of antistatic multifilament yarns or antistatic monofilaments in the rope is selected such that the rope is electrostatically charged of 8 kV, preferably 5 kV, particularly preferably 3 kV, particularly preferably 2 kV, is not exceeded after an electrostatic charging process, measured at a temperature between 15 ° C and 25 ° C, at a relative humidity between 30% and 40% a distance of 10 cm from the rope. The measurement of the electrostatic charge can be carried out, for example, 10 seconds after an electrostatic charging process. The electrostatic charging process can, for example, be one or more lifting processes or other friction on the rope. The electrostatic charging process can, for example, be carried out until a maximum electrostatic charge is achieved. The stated electrostatic charge of the rope should not be exceeded at least immediately after the rope has been manufactured, but preferably also after a predetermined amount of wear on the rope, particularly preferably at the end of the rope's service life according to Chapter. 6.3.3. (multilayer spooling performance) of ISO TS 23624:2021.
Die konkrete Bestimmung des genannten Anteils kann vom Fachmann anhand dieser Daten leicht durchgeführt werden. Zuerst wird das Seil bereitgestellt und elektrostatisch aufgeladen, beispielsweise durch eine vorbestimmte Anzahl von Hebe- und Absenkzyklen ohne Nutzlast, z.B. nach einem oder fünf Hebe- und Absenkzyklen ohne Nutzlast. Sollte die elektrostatische Aufladung des Seils die genannte elektrostatische Aufladung überschreiten, wird der Anteil an antistatischen Multifilamentgarnen oder antistatischen Monofilamenten im Seil erhöht, bis die genannte elektrostatische Aufladung nicht überschritten wird. Wenn erzielt werden soll, dass die genannte elektrostatische Aufladung des Seils auch am Ende der Lebensdauer des Seils gemäß Kap. 6.3.3. der ISO TS 23624:2021 bzw. nach einem vorbestimmten Verschleiß relativ zu dieser Lebensdauer (z.B. bei 75% der Lebensdauer) nicht überschritten werden soll, wird zuerst der vorbestimmte Verschleiß herbeigeführt und danach die elektrostatische Aufladung nach einem elektrostatischen Aufladevorgang bestimmt. Hierbei bietet sich an, das Seil mit demselben Verfahren elektrostatisch aufzuladen, mit dem auch der Verschleiß herbeigeführt wird, z.B. gemäß der genannten Norm, wobei jedoch bevorzugt zur Herbeiführung der elektrostatischen Aufladung keine Nutzlast eingesetzt wird.The concrete determination of the stated proportion can easily be carried out by a specialist based on this data. First, the rope is provided and electrostatically charged, for example by a predetermined number of lifting and lowering cycles without a payload, for example after one or five lifting and lowering cycles without a payload. Should the electrostatic charge on the rope exceed the stated electrostatic charge, the proportion of antistatic multifilament yarns or antistatic monofilaments in the rope is increased until the stated electrostatic charge is not exceeded. If it is to be achieved that the mentioned electrostatic charge of the rope also remains at the end of the rope's service life according to Chapter. 6.3.3. ISO TS 23624:2021 or after a predetermined wear relative to this service life (e.g. at 75% of the service life) should not be exceeded, the predetermined wear is first brought about and then the electrostatic charge is determined after an electrostatic charging process. It is advisable to charge the rope electrostatically using the same method that causes wear, for example according to the method mentioned Norm, although preferably no payload is used to create the electrostatic charge.
Alternativ oder zusätzlich zu antistatischen Multifilamentgarnen oder antistatischen Monofilamenten in der Ummantelung können diese auch im Seilkern selbst vorliegen. Wenn dieser mehrere Kernlagen umfasst, was insbesondere bei mehrlagig gedrehten Kernen der Fall sein kann, wird das zumindest eine antistatische Multifilamentgarn bzw. das zumindest eine antistatische Monofilament bevorzugt nur in der äußersten Kernlage angeordnet, da diese am nächsten zur Seiloberfläche angeordnet ist, wo die elektrostatische Aufladung bei Oberflächentrennung entsteht. In anderen Fällen könnte der Seilkern jedoch auch geflochten sein.Alternatively or in addition to antistatic multifilament yarns or antistatic monofilaments in the sheath, these can also be present in the rope core itself. If this comprises several core layers, which can be the case in particular with cores twisted in multiple layers, the at least one antistatic multifilament yarn or the at least one antistatic monofilament is preferably only arranged in the outermost core layer, since this is arranged closest to the rope surface, where the electrostatic Charging occurs when surfaces separate. However, in other cases the rope core could also be braided.
Wenn das zumindest eine antistatische Multifilamentgarn bzw. das zumindest eine antistatische Monofilament in der Bewehrung angeordnet werden soll, kann vorgesehen werden, dass die Bewehrung ausschließlich aus antistatischen Multifilamentgarnen oder antistatischen Monofilamenten gefertigt ist. Die Bewehrung kann als Stehfäden ausgeführt sein oder alternativ als nicht-deckendes Geflecht, um ein gitterförmiges Netz zu bilden.If the at least one antistatic multifilament yarn or the at least one antistatic monofilament is to be arranged in the reinforcement, it can be provided that the reinforcement is made exclusively from antistatic multifilament yarns or antistatic monofilaments. The reinforcement can be designed as standing threads or alternatively as a non-covering braid to form a lattice-shaped network.
Um eine möglichst gleichmäßige Verteilung von antistatischen Multifilamentgarnen bzw. antistatischen Monofilamenten an oder unter der Seiloberfläche zu erzielen, bilden die antistatischen Multifilamentgarne oder antistatischen Monofilamente bevorzugt ein gleichmäßiges zylindrisches Gitter, dessen Maschenweite bevorzugt zwischen 5 mm und 20 mm, besonders bevorzugt im Wesentlichen 10 mm, beträgt. In anderen Fällen könnte auch ein ungleichmäßiges zylindrisches Gitter vorgesehen werden, z.B. wenn antistatische Multifilamentgarne oder antistatische Monofilamente mit unterschiedlichen Abständen in S-Richtung und in Z-Richtung angeordnet werden. Wenn antistatische Multifilamentgarne oder antistatische Monofilamente nur in Flechten in S-Richtung oder in Z-Richtung vorliegen, wird üblicherweise kein Gitter vorliegen, sondern eine spiralförmige Abdeckung.In order to achieve the most uniform distribution of antistatic multifilament yarns or antistatic monofilaments on or under the rope surface, the antistatic multifilament yarns or antistatic monofilaments preferably form a uniform cylindrical grid, the mesh size of which is preferably between 5 mm and 20 mm, particularly preferably essentially 10 mm, amounts. In other cases, a non-uniform cylindrical grid could also be provided, for example when antistatic multifilament yarns or antistatic monofilaments are arranged with different spacings in the S-direction and in the Z-direction. If antistatic multifilament yarns or antistatic monofilaments are only present in braids in the S-direction or in the Z-direction, there will usually be no grid but a spiral cover.
In der Regel umfasst das zumindest eine antistatische Multifilamentgarn zumindest sechs Einzelfilamente, bevorzugt genau vierundzwanzig Einzelfilamente. Derartige Multifilamentgarne sind am Markt bereits erhältlich, sodass keine weiteren Modifikationen vorgenommen werden müssen.As a rule, the at least one antistatic multifilament yarn comprises at least six individual filaments, preferably exactly twenty-four individual filaments. Such multifilament yarns are already available on the market, so no further modifications need to be made.
Da die antistatischen Multifilamentgarne bzw. die antistatischen Monofilamente oft zu dünn sind, um als gesondertes Garn auf einem Klöppel einer Rundflechtmaschine eingesetzt zu werden, können die antistatischen Multifilamentgarne und/oder die antistatischen Monofilamente mit einem Zwirn oder Garn aus einem anderen Material verzwirnt werden, wobei das genannte andere Material bevorzugt UHMWPE oder PES ist. Dies ist besonders vorteilhaft, da die antistatischen Multifilamentgarne bzw. die antistatischen Monofilamente unmittelbar mit dem "eigentlichen" Material der Ummantelung bzw. des Seilkerns verzwirnt werden können, ohne dass weitere Maßnahmen zur Verarbeitung der antistatischen Multifilamentgarne bzw. der antistatischen Monofilamente getroffen werden müssen.Since the antistatic multifilament yarns or the antistatic monofilaments are often too thin to be used as a separate yarn on a bobbin of a round braiding machine, the antistatic multifilament yarns and / or the antistatic Monofilaments are twisted with a thread or yarn made of another material, said other material preferably being UHMWPE or PES. This is particularly advantageous because the antistatic multifilament yarns or the antistatic monofilaments can be twisted directly with the "actual" material of the sheath or the rope core without having to take further measures to process the antistatic multifilament yarns or the antistatic monofilaments.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Seilkern hochfeste Fasern, bevorzugt p-Aramidfasern, m-Aramidfasern, LCP-Fasern, UHMWPE-Fasern oder PBO-Fasern. Seile mit derartigen Seilkernen können insbesondere für Seilkräne eingesetzt werden.In a preferred embodiment, the rope core comprises high-strength fibers, preferably p-aramid fibers, m-aramid fibers, LCP fibers, UHMWPE fibers or PBO fibers. Ropes with such rope cores can be used in particular for rope cranes.
Weiters bevorzugt umfasst die Ummantelung und/oder der Zwischenmantel und/oder die Bewehrung sowohl hochfeste Fasern, bevorzugt p-Aramidfasern, m-Aramidfasern, LCP-Fasern, UHMWPE-Fasern oder PBO-Fasern, als auch nicht-hochfeste Fasern, bevorzugt PA-Fasern, PES-Fasern oder PP-Fasern, wobei bevorzugt zumindest ein erstes antistatisches Multifilamentgarn oder ein erstes antistatisches Monofilament mit den hochfesten Fasern zu einem ersten Zwirn verzwirnt ist und zumindest ein zweites antistatisches Multifilamentgarn oder ein zweites antistatisches Monofilament mit den nicht-hochfesten Fasern zu einem zweiten Zwirn verzwirnt ist. Eine derartige Ummantelung eignet sich besonders für die Anwendung in Seilkranen.Further preferably, the sheathing and/or the intermediate sheath and/or the reinforcement comprises both high-strength fibers, preferably p-aramid fibers, m-aramid fibers, LCP fibers, UHMWPE fibers or PBO fibers, as well as non-high-strength fibers, preferably PA Fibers, PES fibers or PP fibers, preferably at least a first antistatic multifilament yarn or a first antistatic monofilament being twisted with the high-strength fibers to form a first thread and at least a second antistatic multifilament yarn or a second antistatic monofilament with the non-high-strength fibers is twisted with a second thread. Such a casing is particularly suitable for use in cable cranes.
Das oben beschriebene Seil eignet sich insbesondere für die Verwendung als Kranseil, wobei das Kranseil bevorzugt eine Unterflasche mit Lasthaken zum Transportieren, Heben und Senken von Lasten trägt. Wie bereits eingangs erläutert neigen derartige Konstruktionen besonders zur elektrostatischen Aufladung, da die Unterflasche nicht ohne weitere Maßnahmen geerdet werden kann. Die erfindungsgemäße Verwendung ermöglicht jedoch, dass die elektrostatische Aufladung auf ein ungefährliches Maß, bevorzugt unter die menschliche Wahrnehmungsgrenze von 3 kV reduziert wird.The rope described above is particularly suitable for use as a crane rope, with the crane rope preferably carrying a bottom block with load hooks for transporting, lifting and lowering loads. As already explained at the beginning, such constructions are particularly prone to electrostatic charging, since the lower block cannot be grounded without further measures. However, the use according to the invention enables the electrostatic charge to be reduced to a harmless level, preferably below the human perception limit of 3 kV.
Vorteilhafte und nicht einschränkende Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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zeigt eine Unterflasche eines Krans mit Lasthaken, bei dem ein erfindungsgemäßes antistatisches Seil zum Einsatz kommt.Figur 1 -
zeigt einen schematischen Querschnitt des erfindungsgemäßen Seils.Figur 2 -
zeigt eine schematische Seitenansicht des Mantels des erfindungsgemäßen Seils.Figur 3
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Figure 1 shows a lower block of a crane with a load hook, in which an antistatic rope according to the invention is used. -
Figure 2 shows a schematic cross section of the rope according to the invention. -
Figure 3 shows a schematic side view of the jacket of the rope according to the invention.
Das erfindungsgemäße Seil 3 ist ein Faserseil, d.h. ein Seil 3 aus textilem Fasermaterial mit einer üblicherweise im Wesentlichen nicht leitenden Seiloberfläche. Unter "nicht leitend" wird hierin ein Ohm'scher Widerstand von > 106 Ohm verstanden. Jener Abschnitt des Seils 3, der mit der jeweiligen Seilscheibe 4 in Kontakt kommt, ist daher effektiv nicht geerdet. Aus
An dieser Stelle sei jedoch hervorgehoben, dass das hierin beschriebene Seil 3 nicht auf Anwendungszwecke wie in
Der Aufbau des erfindungsgemäßen Seil 3 ist in einer Variante in
Optional kann das Seil 3 einen Zwischenmantel 8 aufweisen, der zwischen dem Seilkern 6 und der Ummantelung 7 vorgesehen ist. Je nach Ausführungsform kann auch dieser Zwischenmantel 8 aus textilem Fasermaterial gefertigt sein und bevorzugt metallfrei ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich zum Zwischenmantel 8 kann auch eine textile, bevorzugt metallfreie Bewehrung (nicht dargestellt) zum Einsatz kommen, worunter hierin eine nicht-deckende Komponente wie ein Netz oder Stehfäden verstanden wird. Wenn die Bewehrung in Kombination mit einem deckenden Zwischenmantel 8 eingesetzt wird, kann sich die Bewehrung entweder zwischen Seilkern 6 und Zwischenmantel 8 oder zwischen dem Zwischenmantel 8 und der Ummantelung 7 befinden.Optionally, the
Wie aus
Um im Betrieb des Seils 3 eine elektrostatische Aufladung des Seils 3 zu reduzieren, umfasst das Seil 3 zumindest ein antistatisches Multifilamentgarn 5 oder zumindest ein antistatisches Monofilament. Das antistatische Multifilamentgarn 5 oder das antistatische Monofilament bzw. die antistatischen Multifilamentgarne 5 oder die antistatischen Monofilamente liegt bzw. liegen als Endlosfasern über im Wesentlichen die gesamte Länge des Seils 3 vor. Unter Filament oder Endlosfaser werden in der Fachsprache Fasern mit einer Länge von > 1000 mm bezeichnet. Gegebenenfalls können nach einer Benutzung Bruchstellen in einem oder mehreren antistatischen Filamenten vorliegen, wobei diese beschädigten antistatischen Filamente weiterhin als Endlosfasern bezeichnet werden können. Multifilamentgarne bestehen aus einer definierten Zahl von Einzelfilamenten und sind nur in dieser Form und nicht separiert in die einzelnen Filamente erhältlich. Monofilamente sind einzelne Filamente von in der Regel größerer Dicke, die in dieser vereinzelten Form erhältlich sind.In order to reduce electrostatic charging of the
Das antistatische Multifilamentgarn 5 besteht aus mehreren Einzelfilamenten 12, die im Wesentlichen parallel und unmittelbar nebeneinander verlaufen, um das jeweilige antistatische Multifilamentgarn 5 zu bilden. Die Einzelfilamente 12 liegen üblicherweise lose und nicht in einer Matrix dispergiert nebeneinander vor. Die antistatische Wirkung des antistatischen Multifilamentgarns 5 ist durch den besonderen Aufbau der Einzelfilamente 12 bedingt, die jeweils einen leitenden Faserkern 13 umfassen, der von einer nichtleitenden Kunststoffhülle 14 ummantelt ist. Gleichfalls ist die antistatische Wirkung des antistatischen Monofilaments durch dessen besonderen Aufbau bedingt, das wiederum einen leitenden Faserkern umfasst, der von einer nichtleitenden Kunststoffhülle ummantelt ist. Der im Folgenden beschriebene Aufbau mit Faserkern und Kunststoffhülle ist sowohl für die Einzelfilamente 12 des antistatischen Multifilamentgarns 5 als auch für das antistatische Monofilament anwendbar.The antistatic
Der bevorzugte Aufbau der Einzelfilamente 12 bzw. des Monofilaments ist in der
Die nichtleitende Kunststoffhülle 14 der Einzelfilamente 12 bzw. des Monofilaments ist bevorzugt ein extrudierbares, synthetisches, thermoplastisches, faserbildendes Polymer oder Copolymer. Hierzu gehören u.a. Polyolefine wie Polyethylen und Polypropylen, Polyacryle, Polyamide und Polyester mit faserbildendem Molekulargewicht. Besonders geeignete Hüllpolymere sind Polyhexamethylenadipamid, Polycaprolactam und Polyethylenterephthalat. Im Allgemeinen könnten aber auch andere Materialien eingesetzt werden.The non-conductive
Der Faserkern 13 der Einzelfilamente 12 bzw. des Monofilaments umfasst elektrisch leitfähiges Material (d.h. mit einem Ohm'schen Widerstand < 106 Ohm), bevorzugt nichtmetallisches Material. Besonders bevorzugt umfasst der Faserkern 13 elektrisch leitfähigen Ruß (Carbon Black), auch Leitfähigkeitsruß genannt, um die antistatische Wirkung zu erzielen. Im Allgemeinen könnte der Faserkern 13 jedoch auch anderes Material umfassen, das dem Faserkern seine elektrisch leitfähige Eigenschaft verleiht. Das elektrisch leitfähige Material ist üblicherweise in einer polymeren, thermoplastischen Matrix dispergiert. Dadurch können besonders dünne Durchmesser der Einzelfilamente 12 bzw. der Monofilamente erzielt werden, deren Handhabbarkeit (z.B. Flexibilität) mit klassischen textilen Fasern vergleichbar ist, was beispielsweise nicht möglich wäre, wenn der Faserkern 13 ein solider Metallkern sein würde.The
Wenn Carbon Black als elektrisch leitfähiges Material eingesetzt wird, können Carbon Black-Konzentrationen im Faserkern 13 von 15 bis 50 Prozent verwendet werden. Bevorzugt wird eine Konzentration von 20 bis 35 Prozent, da hierdurch eine hohe Leitfähigkeit erzielt wird, während ein angemessener Grad an Verarbeitbarkeit beibehalten wird. Das Polymer im Faserkern 13 kann auch aus der gleichen Gruppe wie das für den Mantel ausgewählt werden, oder es kann nicht faserbildend sein, da es durch den Mantel geschützt ist. Im Allgemeinen könnten auch andere Materialien eingesetzt werden.When carbon black is used as an electrically conductive material, carbon black concentrations in the
Die Querschnittsfläche des Faserkerns 13 in den Einzelfilamenten 12 bzw. im Monofilament soll ausreichend sein, um die gewünschte antistatische Wirkung zu erzielen. Der Anteil des Faserkerns 13 an der Einzelfilamentfaser 12 bzw. am Monofilament kann beispielsweise mindestens 0,3 Vol.-%, bevorzugt mindestens 0,5 Vol.-% und bis zu 35 Vol.-% betragen.The cross-sectional area of the
Der leitende Faserkern 13 hat im Querschnitt bevorzugt eine multilobale Form mit üblicherweise mindestens 3, bevorzugt 3 bis 6 Lappen (Lobi). Jeder Lappen hat bevorzugt ein L/D-Verhältnis von 1 bis 20, wobei L die Länge einer Linie ist, die vom Mittelpunkt der Verbindung zwischen den zwei niedrigsten Punkten von benachbarten Tälern auf beiden Seiten des Lappens bis zum weitest entfernten Punkt dieses Lappen verläuft. D ist die größte Breite des Lappen, gemessen normal zu L. Alternativ könnte der leitende Faserkern 13 im Querschnitt aber auch eine andere Form wie eine kreisrunde oder ovale Form haben. In anderen Varianten könnte der Querschnitt auch I-förmig, dreiecksförmig oder quadratisch sein.The
Die Einzelfilamentfasern 12, die für die vorliegende Erfindung eingesetzt werden können, haben beispielsweise einen Titer von 6,5 dtex, sodass ein antistatisches Multifilamentgarn 5 mit 24 Einzelfilamentfasern 12 einen Titer von 156 dtex aufweist. Die Monofilamente könnten gleichfalls einen Titer von 156 dtex aufweisen, wobei der Titer jedoch auch wesentlich kleiner oder größer gewählt werden könnte.The
Da das hierin beschriebene Seil 3 ein Kern-Mantelseil ist, wird ermöglicht, das antistatische Multifilamentgarn 5 oder das antistatische Monofilament gezielt als textiles Unterelement, d.h. als Garn und insbesondere als Teil eines Zwirns, in einer oder mehrerer der Komponenten des Kern-Mantelseils einzuarbeiten, d.h. im Seilkern 6, in der Ummantelung 7, im Zwischenmantel 8 und/oder in der Bewehrung. An dieser Stelle sei hervorgehoben, dass es möglich ist, dass im Seil 3 sowohl zumindest ein antistatisches Multifilamentgarn 5 als auch zumindest ein antistatisches Monofilament vorliegen kann. Beispielsweise könnten in der Ummantelung 7 nur antistatische Multifilamentgarne 5 vorliegen und im Zwischenmantel 8 könnten antistatische Monofilamente vorliegen. Alternativ könnten z.B. in der Ummantelung 7 sowohl antistatische Multifilamentgarne 5 als auch antistatische Monofilamente vorliegen. In einer weiteren alternativen Variante kann vorgesehen werden, dass keine Mischung erfolgt und im Seil 3 zur Herbeiführung der antistatischen Wirkung entweder nur antistatische Multifilamentgarne 5 oder nur antistatische Monofilamente vorliegen.Since the
Weiters kann das antistatische Multifilamentgarn 5 und/oder das antistatische Monofilament auch nur im Seilkern 6, nur in der Ummantelung 7, nur im Zwischenmantel 8 und/oder nur in der Bewehrung eingearbeitet sein, ohne dass in den anderen Komponenten antistatische Multifilamentgarne 5 oder antistatische Monofilamente vorliegen. In weiteren Varianten liegen in nur einer, in nur zwei oder in drei der genannten Komponenten keine antistatischen Multifilamentgarne 5 oder antistatische Monofilamente vor.Furthermore, the antistatic
Dies hat den Vorteil, dass auf überschüssiges antistatisches Multifilamentgarn 5 bzw. auf überschüssiges antistatisches Monofilament verzichtet werden kann. Wenn beispielsweise bereits im Zwischenmantel 8 eine ausreichende Menge an antistatischem Multifilamentgarn 5 vorliegt, um die gewünschte antistatische Wirkung zu erzielen, kann auf eine Beimengung von antistatischem Multifilamentgarn 5 in den Seilkern 6 verzichtet werden, sodass in diesem bei gleichem Gewicht beispielsweise mehr hochfeste Fasern vorhanden sein können. Weiters versteht sich, dass die antistatischen Multifilamentgarne 5 teurer sind als z.B. PES-Fasern, sodass die Reduktion von antistatischen Multifilamentgarnen 5 bei gleichbleibender Wirkung jedenfalls einen Kostenvorteil darstellt.This has the advantage that excess antistatic
Die Wahl der Menge an antistatischen Multifilamentgarnen 5 bzw. antistatischen Monofilamenten im Seil 3 ist von verschiedenen Faktoren abhängig, auf die unten näher eingegangen wird. Im einfachsten Fall liegt jedoch nur ein einziges antistatisches Multifilamentgarn 5 oder ein einziges antistatisches Monofilament im Seil 3 vor, das als Endlosfaser über die gesamte Länge des Seils 3 vorliegt. Dies kann insbesondere bei Seilen 3 vorgesehen werden, die keiner starken Abnutzung unterliegen.The choice of the amount of antistatic
Üblicherweise wird die Menge der antistatischen Multifilamentgarne 5 bzw. der antistatischen Monofilamente im Seil 3 jedoch derart gewählt, dass entweder zum Herstellungszeitpunkt oder nach einem vorbestimmten Verschleiß des Seils 3, z.B. bei Erreichen der Lebensdauer (d.h. Ablegereife) des Seils 3 nach Kapitel 6.3.3. der ISO TS 23624:2021, eine bestimmte elektrostatische Aufladung nach einem elektrostatischen Aufladevorgang (z.B. zur Erzielung einer maximalen elektrostatischen Aufladung des Seils) nicht überschritten wird. Diese elektrostatische Aufladung liegt bevorzugt unter der menschlich wahrnehmbaren Grenze. Weiters kann diese elektrostatische Aufladung unter 8 kV, bevorzugt unter 5 kV oder besonders bevorzugt unter der menschlich wahrnehmbaren Grenze von 3 kV oder unter 2 kV liegen, gemessen bei einer Temperatur zwischen 15 °C und 25 °C, bei einer relativen Luftfeuchtigkeit zwischen 30 % und 40 % in einem Abstand von 10 cm zum Seil 3.However, the amount of antistatic
Zur näheren Bestimmung der Menge der antistatischen Multifilamentgarne 5 bzw. antistatischen Monofilamente im Seil 3 wird im Folgenden auf die Überlegungen und Vorteile bei der Anordnung von antistatischen Multifilamentgarnen 5 bzw. antistatischen Monofilamenten in den jeweiligen Komponenten eingegangen.In order to determine in more detail the amount of antistatic
Wenn antistatische Multifilamentgarne 5 bzw. antistatische Monofilamente in der Ummantelung 7 vorgesehen werden, ist deren antistatische Wirkung am besten, da diese zumindest teilweise an der Außenfläche des Seils 3 vorliegen werden. Dadurch müssen sich die antistatischen Multifilamentgarne 5 bzw. die antistatischen Monofilamente nicht durch anderes Fasermaterial hindurch entladen.If antistatic
Da es bei der Benutzung des Seils 3 im Betrieb jedoch zu Beschädigungen der Ummantelung 7 und damit auch der antistatischen Multifilamentgarne 5 bzw. der antistatischen Monofilamente kommt, kann der Anteil an antistatischen Multifilamentgarnen bzw. antistatischen Monofilamenten 5 an der Ummantelung 7 auch erhöht werden, um eine bestimmte elektrostatische Aufladung auch nach einer vorbestimmten Benutzung nicht zu überschreiten.However, since the use of the
Um den Anteil der antistatischen Multifilamentgarne 5 bzw. der antistatischen Monofilamente in der Ummantelung 7 zu wählen, können folgende Maßnahmen eingesetzt werden. Im Folgenden werden Ausführungsformen mit antistatischen Multifilamentgarnen 5 erläutert, wobei diese jedoch genauso mit antistatischen Monofilamenten anstatt der antistatischen Multifilamentgarne 5 umgesetzt werden können. Es versteht sich für die untenstehenden Erläuterungen, dass in den Flechten, Zwirnen oder Garnen, in denen keine antistatischen Multifilamentgarne 5 vorliegen, bevorzugt auch keine antistatischen Monofilamente vorliegen.In order to select the proportion of antistatic
Wie in
Wenn ein oder mehrere antistatische Multifilamentgarne 5 sowohl in Flechten 15a der S-Richtung als auch in Flechten 15b der Z-Richtung vorliegen, werden die antistatischen Multifilamentgarne 5 ein zylindrisches Gitter bilden. Wenn es sich um ein gleichmäßiges zylindrisches Gitter handelt, kann die Maschenweite M des Gitters bevorzugt zwischen 5 mm und 20 mm, besonders bevorzugt im Wesentlichen 10 mm, betragen. Diese Lösung mit gleichmäßigem zylindrischem Gitter kann nicht nur für die Ummantelung 7 gewählt werden, sondern auch für den Zwischenmantel 8 und/oder die Bewehrung, wenn diese als Geflecht ausgebildet sind, oder auch den Seilkern 6, wenn dieser als geflochtener Seilkern 6 ausgeführt ist.If one or more antistatic
Weiters ist aus
Aus
Zurückkommend auf
Der Anteil an antistatischen Multifilamentgarnen 5 in der Ummantelung 7 kann weiter beeinflusst werden, wenn der Anteil an antistatischem Multifilamentgarn 5 im jeweiligen Zwirn 16 gewählt wird. Im einfachsten Fall besteht ein Zwirn 16 einer Flechte 15a, 15b nur aus einem oder mehreren antistatischen gefachten oder miteinander verzwirnten Multifilamentgarnen 5. Aus der dargestellten Ausführungsform von
Aus
Im Allgemeinen kann daher vorgesehen werden, dass die Ummantelung 7 sowohl hochfeste Fasern, bevorzugt p-Aramidfasern, m-Aramidfasern, LCP-Fasern, UHMWPE-Fasern oder PBO-Fasern, als auch nicht-hochfeste Fasern, bevorzugt PA-Fasern, PES-Fasern oder PP-Fasern, umfassen kann, wobei bevorzugt zumindest ein erstes antistatisches Multifilamentgarn 5 mit den hochfesten Fasern zu einem ersten Zwirn verzwirnt ist und zumindest ein zweites antistatisches Multifilamentgarn 5 mit den nicht-hochfesten Fasern zu einem zweiten Zwirn verzwirnt ist. Der erste und der zweite Zwirn liegen bevorzugt in unterschiedlichen Flechten 15a, 15b vor. Selbst wenn die Ummantelung 7 Flechten 15a, 15b aus unterschiedlichem Material umfasst, wie dies in
Im Folgenden wird der Aufbau von einem ersten Versuchsseil V1 ohne antistatische Multifilamentgarne 5, einem zweiten Versuchsseil V2 mit einer ersten Menge an antistatischen Multifilamentgarnen 5 und einem dritten Versuchsseil V3 mit einer zweiten Menge an antistatischen Multifilamentgarnen 5 erläutert. Bei dem zweiten Versuchsseil V2 betrug der Anteil der antistatischen Multifilamentgarne 5 am Gesamttiter der Ummantelung 7 1,4 %. Bei dem dritten Versuchsseil V2 betrug der Anteil der antistatischen Multifilamentgarne 5 am Gesamttiter der Ummantelung 7 2,1 %.The following explains the structure of a first test rope V1 without antistatic
Alle drei Versuchsseile V1, V2, V3 hatten einen dreilagig gedrehten Seilkern 6 mit 35 Litzen mit einem Außendurchmesser von 18 mm. Der Seilkern 6 umfasste keine antistatischen Multifilamentgarne 5. Alle drei Versuchsseile V1, V2, V3 hatten weiters eine Ummantelung 7 mit einem Außendurchmesser von 21 mm, wobei jeweils sechzehn Flechten 15a in S-Richtung angeordnet waren und sechzehn Flechten 15b in Z-Richtung. Bei den jeweils sechzehn Flechten 15a, 15b waren jeweils drei PES-Zwirne mit je 1100 dtex / 4-fach / 150T/m gefertigt und ein UHMWPE-Zwirn mit 3300 dtex / 1-fach / 150 T/m, wobei diese Anordnung viermal wiederholt wurde.All three test ropes V1, V2, V3 had a three-layer
Bei dem ersten Versuchsseil V1 wurden keine antistatischen Multifilamentgarne 5 mitverzwirnt. Bei dem zweiten Versuchsseil V2 wurden antistatische Multifilamentgarne 5 zweifach mitverzwirnt, d.h. bei einem der Zwirne 16 jeder zweiten Flechte (abwechselnd bei einem PES-Zwirn und bei einem UHMWPE-Zwirn) wurden zwei antistatische Multifilamentgarne 5 mit je 156 dtex mitverzwirnt. Bei dem dritten Versuchsseil V3 wurden antistatische Multifilamentgarne 5 dreifach mitverzwirnt, d.h. bei einem der Zwirne 16 jeder zweiten Flechte (abwechselnd bei einem PES-Zwirn und bei einem UHMWPE-Zwirn) wurden drei antistatische Multifilamentgarne 5 mit je 156 dtex mitverzwirnt.No antistatic
Zur einfacheren Übersichtlichkeit ist an dieser Stelle eine Tabelle über den oben beschriebenen Aufbau der drei Versuchsseile V1, V2, V3 wiedergegeben.
Alle drei Versuchsseile V1, V2, V3 wurden getestet, um deren antistatische Wirkung nach unterschiedlichen Verschleißzeiten zu bestimmen. Da insbesondere relevant ist, ob die Versuchsseile V1, V2, V3 auch am Ende ihrer Lebensdauer eine ausreichende antistatische Wirkung aufweisen, wurde die antistatische Wirkung nach 800 Volllastzyklen, 1200 Volllastzyklen und 1600 Volllastzyklen bestimmt, entsprechend einem äquivalenten Kraneinsatz von 4 Jahren, 6 Jahren bzw. 8 Jahren, wobei die Lebensdauer der Versuchsseile V1, V2, V3 8 Jahre beträgt, bestimmt nach Kapitel 6.3.3. der ISO TS 23624:2021. Die Messergebnisse waren wie folgt:
Die antistatische Wirkung, bestimmt über die Potentialdifferenz gemessen in V, wurde bei einer Temperatur zwischen 15 °C und 25 °C, bei einer relativen Luftfeuchtigkeit zwischen 30 % und 40 % in einem Abstand von 10 cm zum Seil 3 gemessen. Das Messgerät hatte einen Messbereich, der bei 20 kV endet. Zur elektrostatischen Aufladung des Seils wurden fünf Zyklen ohne Nutzlast an der nicht geerdeten Unterflasche mit Lasthaken durchgeführt, wobei diese Zyklen gleich wie die genannten Volllastzyklen zur Bestimmung der Lebensdauer nach Kapitel 6.3.3. der ISO TS 23624:2021 durchgeführt wurden, d.h. es wurde dieselbe bzw. eine baugleiche Unterflasche zur Bestimmung der Lebensdauer und zur elektrostatischen Aufladung eingesetzt. Dieses Verfahren zur Herbeiführung und Bestimmung der elektrostatischen Aufladung kann für alle hierin beschriebenen Ausführungsformen eingesetzt werden.The antistatic effect, determined via the potential difference measured in V, was measured at a temperature between 15 ° C and 25 ° C, at a relative humidity between 30% and 40% at a distance of 10 cm from the
Aus den Ergebnissen ist ersichtlich, dass beide Versuchsseile V2, V3 eine wesentlich bessere antistatische Wirkung gegenüber dem Versuchsseil V1 aufweisen, bei dem keine antistatischen Multifilamentgarne 5 eingearbeitet waren. Aus dem Vergleich der Ergebnisse der Versuchsseile V2, V3 ist weiters ersichtlich, dass das dritte Versuchsseil V3 bei 1200 Volllastzyklen eine wesentlich bessere antistatische Wirkung aufweist. Es ist daher besonders bevorzugt, wenn der Anteil der antistatischen Multifilamentgarne 5 oder der Anteil der antistatischen Monofilamente am Gesamttiter der Ummantelung 7 mindestens 2,1 % oder im Wesentlichen 2,1 % beträgt, um bei einem Seil 3 bis zu einem Zeitpunkt kurz vor Erreichen der Lebensdauer noch eine hervorragende antistatische Wirkung zu erzielen. Wenn man diese Ergebnisse extrapoliert, ist weiters bevorzugt, wenn der Anteil der antistatischen Multifilamentgarne 5 oder der Anteil der antistatischen Monofilamente am Gesamttiter der Ummantelung 7 mindestens 3 % oder im Wesentlichen 3 % beträgt, um bei einem Seil 3 mit einer Lebensdauer von 8 Jahren auch bei Erreichen der Lebensdauer noch eine hervorragende antistatische Wirkung zu erzielen.From the results it can be seen that both test ropes V2, V3 have a significantly better antistatic effect compared to test rope V1, in which no antistatic
Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung auch für Seile 3 eingesetzt werden kann, die wesentlich kürzere Standzeiten haben bzw. in anderen Anwendungsgebieten weniger Belastungen ausgesetzt sind. In diesen Fällen kann der Anteil der antistatischen Multifilamentgarne 5 oder der Anteil der antistatischen Monofilamente am Gesamttiter der Ummantelung 7 auch wesentlich geringer gewählt werden als oben angegeben wurde. Im Allgemeinen ist daher bevorzugt, wenn der Anteil der antistatischen Multifilamentgarne 5 oder der Anteil der antistatischen Monofilamente am Gesamttiter der Ummantelung 7 zwischen 0,1% und 25%, bevorzugt zwischen 0,2 % und 10 %, besonders bevorzugt zwischen 0,5 % und 5 % beträgt. In einem Beispiel kann auch vorgesehen werden, dass nur ein einziges antistatisches Multifilamentgarn 5 oder ein einziges antistatisches Monofilament mit einem einzigen Zwirn 16 einer einzigen Flechte 15a, 15b verzwirnt bzw. statt diesem Zwirn 16 vorgesehen wird, unabhängig vom konkreten Aufbau der Ummantelung 7.However, it goes without saying that the invention can also be used for
Üblicherweise ist auch der zwischen dem Seilkern 6 und der Ummantelung 7 optional vorgesehene Zwischenmantel 8 ein Geflecht und kann somit eine Flechtstruktur aufweisen, wie sie oben für die Ummantelung 7 beschrieben wurde. Es kann daher vorgesehen werden, dass - anstelle oder zusätzlich zum antistatischen Multifilamentgarn 5 in der Ummantelung - zumindest ein antistatisches Multifilamentgarn 5 oder zumindest ein antistatisches Monofilament in dem oben für die Ummantelung 7 beschriebenen Aufbau (d.h. der Aufbau des Geflechts mit Flechten, Zwirnen und mit diesen verzwirnten antistatischen Multifilamentgarnen 5) im Zwischenmantel 8 vorgesehen wird. Bei der Wahl des Anteils des antistatischen Multifilamentgarns 5 oder des Anteils der antistatischen Monofilamente am Gesamttiter des Zwischenmantels 8 ist einerseits zu beachten, dass die antistatischen Multifilamentgarne 5 bzw. die antistatischen Monofilamente ihre antistatische Wirkung durch die Ummantelung 7 hindurch erzielen müssen, wobei gleichzeitig die Abnutzung des Zwischenmantels 8 durch den Schutzeffekt der Ummantelung 7 eine geringere Rolle spielt. Im Allgemeinen ist aber bevorzugt, wenn der Anteil der antistatischen Multifilamentgarne 5 oder der Anteil der antistatischen Monofilamente am Gesamttiter des Zwischenmantels 8 zwischen 0,1% und 25%, bevorzugt zwischen 0,2 % und 10 %, besonders bevorzugt zwischen 0,5 % und 5 % beträgt. In einem Beispiel kann auch vorgesehen werden, dass nur ein einziges antistatisches Multifilamentgarn 5 oder ein einziges antistatisches Monofilament mit einem einzigen Zwirn einer einzigen Flechte des Zwischenmantels 8 verzwirnt bzw. statt diesem Zwirn vorgesehen sein kann, unabhängig vom konkreten Aufbau des Zwischenmantels 8.Usually, the
Wenn ein oder mehrere antistatische Multifilamentgarne 5 bzw. antistatische Monofilamente in der Bewehrung vorliegen sollen, kann der Anteil der antistatischen Multifilamentgarne 5 bzw. der Anteil der antistatischen Monofilamente am Gesamttiter der Bewehrung auch höher gewählt werden als oben für die Ummantelung 7 bzw. den Zwischenmantel 8 beschrieben wurde, da die Bewehrung nicht-deckend ausgebildet ist. Im einfachsten Fall beträgt der Anteil der antistatischen Multifilamentgarne 5 bzw. der antistatischen Monofilamente am Gesamttiter der Bewehrung 100 %, d.h. die Bewehrung besteht nur aus den antistatischen Multifilamentgarnen 5 oder antistatischen Monofilamenten. Es könnte auch vorgesehen werden, dass die Bewehrung nur aus hochfesten oder nicht-hochfesten Zwirnen besteht, die mit den antistatischen Multifilamentgarnen 5 verzwirnt wurden. Die Bewehrung kann als Gitter ausgeführt werden, das beispielsweise eine Maschenweite von zwischen 5 mm und 20 mm, besonders bevorzugt im Wesentlichen 10 mm, aufweist. Die Bewehrung könnte jedoch auch durch Stehfäden gebildet sein, die im Wesentlichen parallel zur Seilrichtung liegen.If one or more antistatic
Wie oben erwähnt könnten ein oder mehrere antistatische Multifilamentgarne 5 bzw. antistatische Monofilamente jedoch auch im Seilkern 6 vorliegen. Wenn der Seilkern 6 mehrlagig ausgeführt ist, wie beispielsweise in
Claims (15)
dadurch gekennzeichnet, dass
characterized in that
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