WO2009071293A1 - Seil mit einer seele und einem die seele umhüllenden mantel - Google Patents

Seil mit einer seele und einem die seele umhüllenden mantel Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a rope with a soul and a coat enveloping the soul, wherein the soul of a plurality of plastic threads and the shell of a plurality of intertwined plastic threads of polytetrafluoroethylene (PTFE) is formed, which is a light-tight and liquid-repellent envelope for the soul form.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • Ropes of the type mentioned are widely known and are often produced as braided ropes with braided sheath of polyester, polyamide or polypropylene threads.
  • the object of the present invention is to propose a rope of the type mentioned at the outset, which offers high flexibility and knot strength combined with maximum tensile strength, with maximum insensitivity to external environmental influences, such as e.g. Solar radiation or chemically aggressive media should be achieved.
  • the invention proposes to form a rope according to the features of claim 1.
  • the solution according to the invention provides that the plastic threads forming the jacket each comprise a plurality of individual filaments of PTFE twisted together.
  • PTFE is characterized by its outstanding UV light resistance as well as its insensitivity to chemically aggressive media. Surprisingly, it has been found within the scope of the invention that plastic threads made of PTFE can be used according to conventional braiding patterns as a sheath of a Fiechtseiles and reliably protect the soul of such a braided rope formed from the ingress of UV radiation.
  • PTFE has moisture-repellent properties.
  • the sheath made of intertwined PTFE filaments used according to the invention almost completely prevents the penetration of liquids, eg chemically aggressive media, into the core region of the rope according to the invention, so that the core can be reliably protected by a suitable attack by the chemically aggressive medium.
  • liquids eg chemically aggressive media
  • the same up to 100% sealing of the core against chemically aggressive media can be achieved.
  • the invention proposes to form each of the plastic filaments forming the jacket from a multiplicity of individual filaments of PTFE twisted together. For example, it can be provided according to a proposal of the invention to form the sheath forming plastic threads of 30 such individual filaments made of PTFE a thread thickness of 380 dtex.
  • the jacket can be formed from a plurality of such intertwined plastic threads, for example from 16 such plastic threads.
  • the soul of the rope according to the invention can also be formed from plastic threads based on polytetrafluoroethylene (PTFE) according to a proposal of the invention.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the jacket forms a light and liquid-tight covering for the core, it is also possible to use non-UV-resistant but high-strength materials, e.g. Aramid fibers such as Kevlar® or fibers of PBO Zylon® or polyethylenes with ultrahigh molecular weight, as offered for example by the company DSM under the brand name "Dyneema®".
  • Dyneema® fibers offer superior tensile strength with the lowest elongation at break and, when used as a core, can form ropes characterized by extreme tear strengths, with the sheath of light- and liquid-tight interwoven PTFE fibers being highly resistant to UV radiation and / or chemically aggressive Media guaranteed.
  • PBO Zylon® fibers are made from poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazole) and also show superior strength.
  • the plastic threads forming the core may preferably be from a yarn thickness of 250 to 3,300 dtex, more preferably the plastic threads forming the core each being twisted about their longitudinal axis individually at 200 to 700 turns / m in a first direction of rotation, and then several such individually twisted plastic threads together be twisted at 100 to 200 tours / m in the opposite direction of rotation about its longitudinal axis.
  • the core of PTFE plastic threads whose yarn thickness is preferably 380 to 440 dtex.
  • it may be provided to form the core of the rope according to the invention from 540 individually twisted plastic threads, of which then 30 to 180 are twisted together in the opposite direction of rotation.
  • the minimum strength of the fibers forming the core is about 40 N per 1,000 denier thread thickness and the elongation at break is at most 8%.
  • the minimum strength is about 300 N per 1,000 denier thread thickness and the elongation at break is at most 3%.
  • Such a rope according to the invention preferably has a diameter of 2 to 20 mm, but may also have smaller or significantly larger diameters as needed.
  • the rope according to the invention also exhibits above-average good sliding properties and, due to the twisting and twisting, also the highest abrasion resistance, so that lubrication can be dispensed with.
  • the single figure shows a highly schematic perspective view of a rope 1, which has a soul 11 and a soul 11 enveloping jacket 10.
  • the core 11 is made of monofilament 110 based on polytetrafluoroethylene to achieve high strength with extreme UV light and chemical resistance.
  • Such threads of PTFE are usually made in narrow strips cut a film, wherein in the described embodiment 540 such PTFE threads are used with a yarn count of 380 dtex to form the core 11, so that the core 11 has a total yarn thickness of 205,200 dtex approximately.
  • Each individual plastic thread is first with up to 700 tours / m in a first direction of rotation
  • the longitudinal axis is twisted and then up to 180, here 30 such twisted individual threads are combined together to form a thread 110 and twisted together in the opposite direction of rotation, wherein e.g. 150 tours / m to be realized.
  • the thus formed soul 11 is coated on the outside by a jacket 10, which forms a light, in particular UV light and almost liquid-tight envelope for the soul 11, so that no UV rays and at most very small amounts of chemically aggressive media to the soul 11th can reach.
  • the sheath 10 is formed of polytetrafluoroethylene (PTFE) based plastic threads which are braided into the sheath 10 in a suitable manner.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the braided threads 100 of the sheath 10 can be formed from 30 individual threads each having a yarn thickness of 380 dtex, and a total of 16 such plastic threads formed from 30 individual threads are used for interweaving the sheath 10, so that overall a yarn thickness of approximately 182,400 dtex (FIG. 16 x 30 x 380 dtex).
  • each PTFE yarn used having a yarn count of 380 dtex has about 14 N strength.
  • aramid fibers such as Kevlar® fibers
  • PBO Zylon® or ultra high molecular weight polyethylene Although such materials are not particularly resistant to chemically aggressive media and / or UV irradiation, but a light and almost liquid-tight envelope forming braided jacket 10 of PTFE plastic threads 100 protects this vulnerable, but at the same time highly tear-resistant soul reliably against the influence of damaging UV rays and / or aggressive media, so that such a rope, despite its extreme tear resistance long service life even in harsh environments.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Seil (1) mit einer Seele (11) und einem die Seele umhüllenden Mantel (10), wobei die Seele aus einer Vielzahl von Kunststofffäden (110) und der Mantel aus einer Vielzahl von miteinander verflochtenen Kunststofffäden (100) gebildet ist, wobei die den Mantel bildenden Kunststofffäden aus Polytetrafluorethylen gebildet sind und eine lichtdichte und flüssigkeitsabweisende Umhüllung für die Seele bilden.

Description

Klaus Bloch 53757 St. Augustin
Seil mit einer Seele und einem die Seele umhüllenden Mantel
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Seil mit einer Seele und einem die Seele umhüllenden Mantel, wobei die Seele aus einer Vielzahl von Kunststofffäden und der Mantel aus einer Vielzahl von miteinander verflochtenen Kunststofffäden aus Polytetrafluorethylen (PTFE) gebildet ist, die eine lichtdichte und flüssigkeitsabweisende Umhüllung für die Seele bilden.
Seile der eingangs genannten Art sind vielfältig bekannt und werden häufig als Flechtseile mit geflochtenem Mantel aus Polyester-, Polyamid- oder Polypropylenfäden hergestellt.
Wenn derartige Seile bei Außenanwendungen verwendet werden, sind diese Umwelteinflüssen ungeschützt ausgesetzt, wobei sich insbesondere hohe Sonneneinstrahlung aufgrund der enthaltenen UV-Strahlung sehr negativ auf die Dauerhaltbarkeit derartiger Seile auswirkt und deren raschen Verschleiß und Austausch bedingt. Auch beim Einsatz in chemisch aggressiven Medien neigen die bekannten Seile dazu, ihre Lebensdauer und Gebrauchstüchtigkeit rapide zu verkürzen.
Andererseits sind z.B. aus der US-A-5,802,828 Garne mit einem Flechtmantel aus PTFE bekannt, die als Dichtschnüre bzw. Pumpenpackungsschnüre verwendet werden. Derartige Garne weisen jedoch nur geringe Festigkeiten, insbesondere nur geringe Zugfestigkeit auf.
Aus der DE 103 28 919 B4 ist ein textiler Faden mit einer Seele aus einer Vielzahl von Kunststofffäden bekannt, der mit einem Mantel aus zwei PTFE- Folienbändchen umwickelt ist. Die Eigenschaften hinsichtlich Flexibilität und Festigkeit des bekannten textilen Fadens sind jedoch mit einem insbesondere geflochtenen Seil nicht vergleichbar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Seil der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welches hohe Flexibilität und Knotenfestigkeit bei gleichzeitig höchster Zugfestigkeit bietet, wobei eine maximale Unempfindlichkeit gegenüber äußeren Umgebungseinflüssen, wie z.B. Sonneneinstrahlung oder chemisch aggressiven Medien erreicht werden soll.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe schlägt die Erfindung vor, ein Seil gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 auszubilden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, dass die den Mantel bildenden Kunststofffäden jeweils eine Vielzahl von miteinander verdrillten Einzelfäden aus PTFE umfassen.
PTFE zeichnet sich durch eine überragende UV-Lichtbeständigkeit sowie weitgehende Unempfindlichkeit gegenüber chemisch aggressiven Medien aus. Überraschenderweise wurde im Rahmen der Erfindung gefunden, dass aus PTFE gefertigte Kunststofffäden nach üblichen Flechtmustern als Mantel eines Fiechtseiles Verwendung finden können und die Seele eines solchermaßen gebildeten Flechtseiles zuverlässig vor dem Zutritt von UV-Strahlung schützen.
Darüber hinaus besitzt PTFE feuchtigkeitsabweisende Eigenschaften. Insofern verhindert der erfindungsgemäß eingesetzte Mantel aus verflochtenen PTFE- Fäden nahezu vollständig das Eindringen von Flüssigkeiten, z.B. chemisch aggressiven Medien, in den Kernbereich des erfindungsgemäßen Seiles, so dass der Kern zuverlässig von einem entsprechenden Angriff des chemisch aggressiven Mediums geschützt werden kann. Je nach Art des verwendeten Kunststofffadens für den Mantel und der verwendeten Flechtung desselben kann eine bis zu 100%ige Abdichtung des Kerns gegenüber chemisch aggressiven Medien erzielt werden.
Insofern wird es mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag möglich, eine Seele aus hochreißfesten Kunststofffäden, etwa PTFE, Aramid-Fasern, PBO Zylon® oder auch einem Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht zu verwenden, wobei letztere nur eine äußerst geringe UV-Beständigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber chemisch aggressiven Medien aufweisen. Wenn derartige eine Seele bildende Fäden jedoch in erfindungsgemäßer Weise durch einen geflochtenen Mantel auf Basis von PTFE-Kunststofffäden umgeben werden, können weder Lebensdauer verkürzende UV-Strahlen noch chemisch aggressive Medien die Seele des erfindungsgemäßen Seils in relevanter Wirkung angreifen.
Mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag ist es somit möglich, höchst reißfeste und widerstandsfeste Seile herzustellen, da auf Werkstoffe für die Kunststofffäden der Seele zurückgegriffen werden kann, die zwar beste mechanische Eigenschaften für die gewünschte Anwendung aufweisen, jedoch bislang aufgrund ihrer geringen UV-Strah-lungsbeständigkeit und
Widerstandsfähigkeit gegenüber chemisch aggressiven Medien für derartige Anwendungen ungeeignet erschienen.
Da PTFE-Fäden üblicherweise aus entsprechenden PTFE-Folien gewonnen werden, indem die Folien in schmale Streifen geschnitten werden, schlägt die Erfindung vor, die den Mantel bildenden Kunststofffäden jeweils aus einer Vielzahl von miteinander verdrillten Einzelfäden von PTFE zu bilden. Beispielsweise kann nach einem Vorschlag der Erfindung vorgesehen sein, die den Mantel bildenden Kunststofffäden aus jeweils 30 derartigen Einzelfäden aus PTFE einer Fadenstärke von 380 dtex zu bilden.
Sodann kann der Mantel aus einer Vielzahl derartiger miteinander verflochtener Kunststofffäden gebildet werden, beispielsweise aus 16 derartigen Kunststofffäden. - A -
Die Seele des erfindungsgemäßen Seils kann nach einem Vorschlag der Erfindung ebenfalls aus Kunststofffäden auf Basis von Polytetrafluorethylen (PTFE) gebildet werden. Aufgrund der Tatsache, dass erfindungsgemäß der Mantel jedoch eine licht- und flüssigkeitsdichte Umhüllung für die Seele bildet, können auch nicht UV-beständige, aber hochfeste Materialien verwendet werden, z.B. Aramid-Fasern wie Kevlar® oder Fasern aus PBO Zylon® oder auch Polyethylene mit ultrahohem Molekulargewicht, wie sie beispielsweise von der Firma DSM unter dem Markennamen „Dyneema®" angeboten werden.
Dyneema®-Fasern bieten überragende Zugfestigkeiten bei geringsten Bruchdehnungen und können somit bei Einsatz als Seele Seile bilden, die sich durch extremste Reißfestigkeiten auszeichnen, wobei der Mantel aus licht- und flüssigkeitsdicht verflochtenen PTFE-Fasern höchste Widerstandsfähigkeit gegen UV-Bestrahlung und/oder chemisch aggressive Medien gewährleistet.
Fasern aus PBO Zylon® sind aus Poly(p-phenylen-2,6-benzobisoxazol) gefertigt und zeigen ebenfalls überragende Festigkeiten.
Ebenso ist es nach dem erfindungsgemäßen Vorschlag möglich, für die
Ausbildung der Seele preiswerte, aber UV-strahlungsempfindliche Materialien, wie Polypropylen, Polyethylen, Polyamide und Polyester zu verwenden. Auch diese Materialien erhalten durch den PTFE-Mantel eine erhebliche Lebensdauerverlängerung.
Die die Seele bildenden Kunststofffäden können bevorzugt aus einer Garnstärke von 250 bis 3.300 dtex, wobei weiter bevorzugt die die Seele bildenden Kunststofffäden jeweils mit 200 bis 700 Touren/m einzeln in einer ersten Drehrichtung um ihre Längsachse verdrillt werden und dann mehrere derartig einzeln verdrillte Kunststofffäden gemeinsam mit 100 bis 200 Touren/m in entgegengesetzter Drehrichtung um ihre Längsachse verzwirnt werden.
Im Falle der Ausbildung der Seele aus PTFE-Kunststofffäden beträgt deren Garnstärke vorzugsweise 380 bis 440 dtex. Insbesondere kann vorgesehen sein, die Seele des erfindungsgemäßen Seils aus 540 einzeln verdrillten Kunststofffäden zu bilden, von denen dann 30 bis 180 gemeinsam in entgegengesetzter Drehrichtung verzwirnt werden.
Bei Ausbildung der Seele aus PTFE-Kunststofffäden liegt die Mindestfestigkeit der die Seele bildenden Fasern bei etwa 40 N pro 1.000 denier Fadenstärke und die Bruchdehnung beträgt höchstens 8%.
Im Falle der Verwendung von Dyneema®-Fasern für die Seele liegt die Mindestfestigkeit bei etwa 300 N pro 1.000 denier Fadenstärke und die Bruchdehnung beträgt höchstens 3%.
Ein derartiges erfindungsgemäßes Seil weist bevorzugt einen Durchmesser von 2 bis 20 mm auf, kann jedoch auch kleinere oder auch deutlich größere Durchmesser je nach Bedarf aufweisen.
Durch den erfindungsgemäß vorgesehenen geflochtenen Mantel auf Basis von PTFE-Kunststofffäden zeigt das erfindungsgemäße Seil ferner überdurchschnittlich gute Gleiteigenschaften und infolge der Verdrillung und Verzwirnung auch höchste Abriebfestigkeit, so dass auf eine Schmierung verzichtet werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles unter Hinzunahme der Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt in stark schematisierter perspektivischer Darstellung ein Seil 1 , welches eine Seele 11 und einen die Seele 11 umhüllenden Mantel 10 aufweist.
Die Seele 11 ist zur Erzielung hoher Festigkeit bei extremer UV-Licht- und Chemikalienbeständigkeit aus Einzelfäden 110 auf Basis von Polytetrafluorethylen gefertigt. Derartige Fäden aus PTFE werden üblicherweise in schmalen Streifen aus einer Folie geschnitten, wobei im beschriebenen Ausführungsbeispiel 540 derartige PTFE-Fäden mit einer Garnstärke von 380 dtex zur Ausbildung der Seele 11 verwendet werden, so dass die Seele 11 eine gesamte Garnstärke von 205.200 dtex angenähert aufweist. Jeder einzelne Kunststofffaden wird zunächst mit bis zu 700 Touren/m in einer ersten Drehrichtung um seine
Längsachse verdrillt und es werden dann bis zu 180, hier 30 derartige verdrillte Einzelfäden gemeinsam zu einem Faden 110 zusammengefasst und in entgegengesetzter Drehrichtung gemeinsam verzwirnt, wobei z.B. 150 Touren/m realisiert werden. Durch dieses Einzelverdrillen und anschließende gemeinsame Verzwirnen wird die Geschmeidigkeit und das Volumen der Seele 11 verbessert.
Die solchermaßen gebildete Seele 11 wird außenseitig von einem Mantel 10 umhüllt, der eine licht-, insbesondere UV-Licht- und nahezu flüssigkeitsdichte Umhüllung für die Seele 11 bildet, so dass keine UV-Strahlen und allenfalls geringste Mengen chemisch aggressiver Medien an die Seele 11 gelangen können.
Auch der Mantel 10 ist aus Kunststofffäden auf Basis von Polytetrafluorethylen (PTFE) gebildet, die in einer geeigneten Weise zu dem Mantel 10 geflochten sind.
Beispielsweise können die geflochtenen Fäden 100 des Mantels 10 aus jeweils 30 Einzelfäden einer Garnstärke von 380 dtex gebildet sein, und es werden insgesamt 16 solcher aus 30 Einzelfäden gebildeten Kunststofffäden für das Verflechten des Mantels 10 herangezogen, so dass insgesamt eine Garnstärke von angenähert 182.400 dtex (16 x 30 x 380 dtex) erreicht werden.
Aus dieser Anordnung resultiert eine Gesamtstärke des Seils von etwa 8 mm, wobei jeder einzelne verwendet PTFE-Faden einer Garnstärke von 380 dtex etwa 14 N Festigkeit aufweist.
Anstelle der Ausbildung der Seele 11 aus PTFE-Fäden kann auch eine analoge Ausbildung der Seele 11 aus Aramid-Fasern, wie Kevlar®-Fasern, aus PBO Zylon® oder Polyethylen ultrahohem Molekulargewicht in Betracht gezogen werden. Zwar sind derartige Materialien gegenüber chemisch aggressiven Medien und/oder UV-Bestrahlung nicht sonderlich widerstandsfähig, jedoch schützt der eine licht- und nahezu flüssigkeitsdichte Umhüllung bildende geflochtene Mantel 10 aus PTFE-Kunststofffäden 100 diese anfällige, aber gleichzeitig hoch reißfeste Seele zuverlässig vor dem Einfluss der schädigenden UV-Strahlen und/oder aggressiven Medien, so dass ein solches Seil trotz seiner extremen Reißfestigkeit hohe Standzeiten auch in rauer Umgebung erreicht.

Claims

Patentansprüche
1. Seil (1) mit einer Seele (11) und einem die Seele (11) umhüllenden Mantel (10), wobei die Seele (11) aus einer Vielzahl von Kunststofffäden (110) und der Mantel (10) aus einer Vielzahl von miteinander verflochtenen Kunststofffäden aus Polytetrafluorethylen (PTFE) (100) gebildet ist, die eine lichtdichte und flüssigkeitsabweisende Umhüllung für die Seele (11) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die den Mantel (10) bildenden Kunststofffäden (100) jeweils eine Vielzahl von miteinander verdrillten Einzelfäden aus PTFE umfassen.
2. Seil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die den Mantel (10) bildenden Kunststofffäden (100) jeweils 30 Einzelfäden aus PTFE einer Garnstärke von 380 dtex umfassen.
3. Seil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (10) aus 16 miteinander verflochtenen Kunststofffäden (100) gebildet ist.
4. Seil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Seele (11) aus Kunststofffäden (110) auf Basis von Polyolefinen, wie Polyethylen, Polypropylen, Polyamiden, Polyester, Polytetrafluorethylen
(PTFE), Aramid oder einem Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht gebildet ist.
5. Seil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Seele (11) aus Kunststofffäden (110) einer Garnstärke von 250 bis
3.300 dtex gebildet ist.
6. Seil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Seele (11) aus PTFE-Kunststofffäden (110) einer Garnstärke von 380 bis 440 dtex gebildet ist.
7. Seil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die die Seele (11) bildenden Kunststofffäden (110) jeweils mit 200 bis 700 Touren/m in einer ersten Drehrichtung um ihre Längsachse verdrillt sind und dann mehrere der verdrillten Kunststofffäden (11) gemeinsam mit 100 bis 200 Touren/m in entgegengesetzter Drehrichtung um ihre Längsachse verzwirnt sind.
8. Seil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Seele aus 540 einzelnen verdrillten Kunststofffäden gebildet ist, von denen 30 bis 180 gemeinsam in entgegengesetzter Drehrichtung verzwirnt sind.
9. Seil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Durchmesser von 2 bis 20 mm aufweist.
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