DE3149783C2

DE3149783C2 - Drahtseil

Info

Publication number: DE3149783C2
Application number: DE3149783A
Authority: DE
Inventors: Kikuo Kakogawa Hyogo Fukuda; Akihiko Mabari Mie Tomiguchi; Tatsuo Yoshida
Original assignee: Shinko Wire Co Ltd
Current assignee: Kobelco Wire Co Ltd
Priority date: 1980-12-27
Filing date: 1981-12-16
Publication date: 1986-08-07
Also published as: ZA818253B; KR830008074A; CA1163879A; AU526489B2; JPS6346196B2; KR870000476B1; AU7793481A; DE3149783A1; JPS57121684A

Abstract

Ein Drahtseil enthält ein Füllmaterial, das in den Zwischenräumen zwischen einem Kernseil und entsprechenden äußeren Strängen und/oder in den Spalten zwischen einzelnen äußeren Strängen angeordnet ist, wobei das Füll- bzw. Einlageelement unabhängig in den entsprechenden Zwischenräumen und Spalten oder einem Zwischenraum und einem äußeren benachbarten Strang-Spalt als eine unabhängige Einheit angeordnet ist. Ein Verstärkungskern ist in dem Füllelement zumindest in den Zwischenräumen zwischen dem Kernseil und den entsprechenden äußeren Strängen verankert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Drahtseil mit einer Kernlitze, das mehrere um diese gewundene äußere 20 Litzen und in den Zwischenräumen zwischen der Kernlitze und den äußeren Litzen befindliche zusammenhängende strangförmige biegsame Einlagen hat

Bei der Herstellung eines Drahtkernseils ist es in der Technik bekannt, die Spalte zwischen den einzelnen äußeren Strängen mit einem Füllmaterial, wie einem thermoplastischen Harz, auszufüllen oder ein Füllmaterial in alle Spalte und Zwischenräume zu imprägnieren bzw. einzubringen, einschließlich der Spalte zwischen dem 25 Kernseil und den äußeren Strängen, wie es in dem US-Patent 38 24 777 offenbart ist Solche imprägnierten Drahtseile besitzen hervorragende Eigenschaften bezüglich des Abnutzungswiderstandes, der Ermüdungsfestig-• keit und des Verlustes an Drahtseil-Bruchlast durch Verseilen und Schließen, und zwar infolge einer Unterdrükkung des Abnutzungskontakts der einzelnen äußeren Stränge oder der äußeren Stränge mit dem Kernseil und durch Einschließen des in das Kernseil sowie die Stränge imprägnierten bzw. eingebrachten Schmieröls. Das 30 herkömmliche imprägnierte Drahtseil, bei dem das Füllmaterial zusammenhängend um den gesamten äußeren Umfang angeordnet ist, hat jedoch einen natürlichen Nachteil, der darin besteht, daß die Biegsamkeit des fi· Drahtseils insgesamt um ein beträchtliches Maß verschlechtert ist Ferner ist das Füllmaterial gegenüber einem

;,:■ Reißen und Ablösen empfänglich, insbesondere wenn das Seil als ein Laufseil benutzt wird.

Ii; Aus der DE-OS 28 22 693 ist ein Drahtseil bekannt, das zur Verwendung als Verstärkungselement in Förder-

§ 35 gurten oder dergleichen vorgesehen ist und ein bestimmtes Verhältnis von Festigkeit und Flexibilität aufweisen

[ί soll. Jede oder jede zweite der miteinander verseilten Litzen ist mit einem Teilüberzug gleichmäßiger Dicke

£ versehen, der sich jeweils im Bereich der Berührungslinien zweier Litzen befindet.

ti Als Material für die Überzüge sind Textile, Gewebe oder Kunststoffe vorgesehen. Es ist zu erkennen, daß bei

S, Zugbelastungen und damit verbundenen Längungen der Drahtseile die Kontraktionskräfte im Drahtseil alleine

■.,j 40 von den dünnwandigen Bereichen der Überzüge entlang der Berührungslinien der einzelnen Litzen aufgefangen

ίΐ, werden müssen. Gleiches gilt auch für axiale Relativbewegungen der einzelnen Litzen bei Verformungen des

|V Seils, die wiederum Reibungen ausschließlich entlang der Berührungslinien erzeugen.

■ Die US-PS 34 25 207 offenbart ein Seil mit geschlossenem Querschnitt, das keinen Zwischenraum zwischen

; dem im Querschnitt kreisförmigen Kernstrang und den äußeren Litzen aufweist, der von einem Füllelement

:'■ 45 ausgefüllt ist Die Füllelemente befinden sich zwischen den Litzen einer Lage von Litzen. Ein so aufgebautes Seil

ι hat Schwachpunkte im Hinblick auf vollen Korrosionsschutz und volle Schmierung.

ι'- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Drahtseil zu schaffen, mit Einlageelemen-

f; ten, die nicht zum Reißen oder Ablösen neigen, keine Minderung der Flexibilität des Drahtseiles bewirken und

zum Korrosionsschutz beitragen, während die grundsätzlichen Wirkungen hinsichtlich des höheren Abnut-50 Zungswiderstandes, der verbesserten Ermüdungsfestigkeit und der Verminderung des Verlustes an Drahtseil-Bruchlast durch Verseilen und Schließen beibehalten werden.
|J Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Einlagen im wesentlichen die einzelnen

|| inneren Zwischenräume zwischen der Kernlitze und den entsprechenden äußeren Litzen ausfüllende Füllele-

|§ mente sind, die jeweils einen eingebetteten Verstärkungsstrang enthalten, wobei vorzugsweise äußere Füllele-

§| 55 mente die einzelnen äußeren Zwischenräume zwischen den äußeren Litzen im wesentlichen ausfüllen.

H? Mit der erfindungsgemäßen Anordnung ist es möglich bei der Herstellung als auch in der praktischen

lh Benutzung des Drahtseils bezüglich Haltbarkeit und Festigkeit und auch im Hinblick auf das Festhalten von

i(| Schmieröl im Drahtseil, wesentlich verbesserte Werte zu erhalten.

;|i Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden

|/ 60 näher erläutert. Es zeigt

Ϊ F i g. 1 in einem vergrößerten Schnitt ein Drahtseil gemäß einer ersten Ausführungsform,

; F i g. 2 ein Füllelement in einer perspektivischen Teilansicht,

ί F i g. 3 in einer schematischen Ansicht Füllelemente mit verschiedenen Querschnittsformen,

(':: F i g. 4 eine Einrichtung zum Herstellen des Drahtseils,

!· 65 F i g. 5 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie V-V aus F i g. 4,

ψ F i g. 6 in einer vergrößerten Ansicht einen Drahtseil-Aufbau gemäß einer zweiten Ausführungsform,

Ψΐ F i g. 7 in einer perspektivischen Teilansicht die bei der zweiten Ausführungsform benutzten Füllelemente,

ψ F i g. 8 in einer vergrößerten Schnittansicht eine dritte Ausführungsform des Drahtseiles,

F i g. 9 in einer perspektivischen Teilansicht, die bei der dritten Ausführungsform benutzten Füllelemente und

F i g. 10 eine schematische Darstellung zur Texterläuterung des Leerstellen-Prozentsatzes.

F i g. 1 zeigt eine Kernlitze 1, um dessen Peripherie sechs äußere Litzen 2 angeordnet sind. Jeder der zwischen der Kernlitze 1 und den äußeren Litzen 2 gebildeten Zwischenräume a wird unabhängig von einem Füllelement 3 ausgefüllt Dieses besteht aus einem thermoplastischen Harz und ist zu einer schnurähnlichen Form geformt, die entsprechend dem Zwischenraum a einen im wesentlichen dreieckigen Querschnitt hat, wie es in F i g. 2 dargestellt ist Diese Füllelemente werden gleichzeitig mit der Kernlitze 1 und den äußeren Litzen 2 verseilt, um die Zwischenräume a auszufüllen. Die Fülleiemente 3 werden etwas größer geformt, als es dem Querschnitt der Zwischenräume a entspricht Hierdurch werden die Füllelemente 3 durch den Schließdruck in sicheren Kontakt mit der Kernlitze 1 und den äußeren Litzen 2 gebracht, was die Wirkung der Füllelemente begünstigt, nämlich den Effekt des gegenseitigen Trennens der Kernlitze 1 von den äußeren Litzen 2 und den Abdichtungseffekt für das Schmieröl (nicht dargestellt), das sich in der Kernlitze 1 befindet

Die äußeren Litzen 2 des Drahtseiles sind so angeordnet, daß sie einen Leerstellen-Prozentsatz h im Bereich von 2,0—6,0% haben. Die Gründe bzw. Zusammenhänge für diese Definition des Wertes h für den Prozentsatz an Leerstellen sind nachfolgend angegeben.

Teilkreis-Umfang des _ Summe der Bögen AB

Prozentsatz an _ Drahtseils (= 2nr) (= 6 AB) _χ jqq

Leerstellen h (%) Tnr

Der Radius rund die Bögen ABsmd aus F i g. 10 ersichtlich.

Wenn ein Drahtseil mit einem Leerstellen-Prozentsatz von mehr als 2% um eine Rolle gebogen wird, ist es möglich, an der inneren Seite (Kompressionsseite) der Biegung eine Berührung der Litzen zu vermeiden. Dieses ist der Grund dafür, daß der minimale Wert des Leerstellen-Prozentsatzes h auf 2,0% gesetzt wird. Wenn andererseits der Leerstellen-Prozentsatz h 6,0% übersteigt, ist die Kernlitze von außen sichtbar, wodurch der Handelswert des Drahtseils vermindert wird. Außerdem erfordert ein Leerstellen-Prozentsatz von mehr als 6% unvermeidbar eine Reduzierung des Durchmessers der äußeren Litzen, wodurch es schwierig wird, die normale Bruchbelastung zu garantieren. Somit beträgt der maximale Leerstellen-Prozentsatz Λ 6,0%. Dementsprechend werden die Füllelemente 3 mit einer solchen Vorkonditionierung gelegt, daß der Leerstellen-Prozentsatz h zwischen 2,0% und 6,0% liegt

Ein Verstärkungsstrang 4 aus einem Draht oder Hanf ist in den entsprechenden Füllelementen 3 zentral verankert. Der Verstärkungsstrang 4 sorgt für ein Verfestigen bzw. Verstärken der Füllelemente 3 und verhindert deren Reißen oder Ablösen insbesondere dann, wenn im Betrieb eine Benutzung als Laufseil erfolgt, wodurch die Brucheigenschaften des Drahtseils als Ganzes noch verbessert werden. Ferner hat es auch einen Einfluß darauf, daß während des Seilherstellungsvorgangs ein Zerbrechen bzw. Zerreißen oder ein Verdrillen des Füllelements verhindert wird.

Zusätzlich zu den in den F i g. 1 und 2 dargestellten Formen ist es möglich, Füllelemente 3 in verschiedenen anderen Formen herzustellen, wie es in F i g. 3 dargestellt ist. Die Formgebung der Füllelemente erfolgt entsprechend der Form des Zwischenraums a.

Das in F i g. 1 beschriebene Drahtseil mit Füllelementen 3 wird in der nachfolgend beschriebenen Weise hergestellt. In den F i g. 4 und 5 sind tine Spule 5, für die Kernlitze, Spulen 6 für die äußeren Litzen 2 und die Füllelemente 3, eine Führungsplatte 7, eine Schließform 8, ein Ölzufuhr-Tank 9, Abzugsrollen 10 und eine Aufnahmespule 11 dargestellt. Die Führungsplatte 7 ist mit einer Kernlitzen-Durchgangsbohrung 7a an ihrem Zentrum versehen, ferner mit radial außerhalb hiervon ausgebildeten Füllelement-Durchgangsbohrungen Tb und mit Durchgangsbohrungen Tc für die äußeren Litzen, wobei die Durchgangsbohrungen Tc radial außerhalb der Durchgangsbohrungen Tb angeordnet sind. Die Füllelement-Durchgangsbohrungen Tb sind im wesentlichen so wie das Füllelement 3 geformt, um dieses in einer korrekten Lage zu führen. Die Kernlitze 1 und die Füllelemente 3, die von der Spule 5 und den Spulen 6 zugeführt werden, werden durch die entsprechenden Bohrungen 7a und Tb der Führungsplatte 7 geleitet und hierdurch in einer vorbestimmten Lagebeziehung gehalten, bevor sie durch die Schließform 8 verseilt werden. Auf diese Weise wird das mit den Füllelementen so ausgebildete Drahtseil gemäß Fig. 1 hergestellt und auf der Aufnahmespule 11 aufgewickelt. Somit kann das Drahtseil in einfacher Weise grundsätzlich nach einem herkömmlichen Drahtseil-Herstellungsverfahren und mit einer entsprechenden Vorrichtung produziert werden, wobei die Kernlitze 1, die äußeren Litzen 2 und die Füllelemente 3 durch die Führungsplatte 7 in einer vorbestimmten Lagebeziehung gehalten werden.

In den F i g. 6 bis 9 sind zweite und dritte Ausführungsformen des Drahtseiles dargestellt. Bei dem Drahtseil aus F i g. 6 sind zusätzlich zu den Füllelementen 3, die in die Zwischenräume a zwischen dem Kernseil 1 and den äußeren Strängen 2 in derselben Weise wie bei der vorherigen Ausführungsform eingelegt sind, Füllelemente 3' mit einer die Spalten bzw. Zwischenräumen b der äußeren Litzen angepaßten Form unabhängig in diese äußeren Spalte b eingelegt (die Füllelemente 3 und 3' werden nachfolgend entsprechend als »inneres Füllelement« und »äußeres Füllelement« bezeichnet). Bei dem Drahtseil-Aufbau aus F i g. 8 sind innere und äußere Füllelemente 3 und 3', die gemäß der Darstellung in F i g. 9 zu einem einteiligen Körper geformt sind, in jeden Zwischenraum a und dem äußeren benachbarten Spalt b der äußeren Stränge eingelegt, wobei der Zwischenraum a und der benachbarte Spalt bzw. Zwischenraum öals eine selbständige Einheit behandelt werden.

Die Drahtseile aus den F i g. 6 und 8 vermindern nicht nur den Kontaktdruck zwischen der Kernlitze 1 und den äußeren Litzen 2, sondern auch den Kontaktdruck zwischen den einzelnen äußeren Litzen 2, wodurch das Drahtseil insgesamt bezüglich seines Abnutzungswiderstandes, seiner Ermüdungsfestigkeit und seines Verlustes an Drahtseil-Bruchlast aufgrund des Verseilens verbessert wird. Diese Wirkungen zeigen sich besonders bei dem Drahtseil-Aufbau aus F i g. 8, bei dem die äußeren Litzen 2 durch die Brückenabschnitte der inneren und äußeren

Füllelemente 3 und 3' vollständig getrennt sind. Diese Drahtseile führen auch zu hervorragenden Ergebnissen bezüglich der Wirkung des Einschließens von Schmieröl.

Der Drahtseil-Aufbau aus F i g. 6 führt im wesentlichen zu denselben Ergebnissen wie die Ausführungsform

aus F i g. 8, wenn innere und äußere Füllelemente 3 und 3' so angeordnet werden, daß sie sich in der radialen Richtung gegenseitig berühren. Bei den Drahtseilen aus den F i g. 6 und 8 wird der Effekt des Einschließens des Schmieröls durch gegenseitiges Berühren der angrenzenden äußeren Füllelemente 3' verstärkt, und zwar durch Filmabschnitte, die sich umfangsmäßig in einer solchen Weise erstrecken, daß die äußeren Umfange der äußeren Litzen 2 von den berührenden Filmabschnitten bedeckt sind. Während die Verstärkungsstränge 4 in den inneren und äußeren Füllelementen dieser Drahtseile verankert sind, können sie grundsätzlich auch nur in den inneren

ι ο Füllelementen 3 eingebettet sein.

Die vorstehenden Drahtseile werden ebenfalls dadurch hergestellt, daß die Füllelemente gleichzeitig mit den äußeren Litzen der Schließform in derselben Weise zugeführt werden, wie bei dem Drahtseil gemäß Fig. 1.

Die Ergebnisse folgender Versuche zeigen im einzelnen die Ermüdungsfestigkeit und andere Eigenschaften des erfindungsgemäßen Drahtseils.

Versuch 1

Die folgenden Drahtseil-Proben von IWRC 6 χ Fi (25) 16 mm JIS Typ 14 wurden einem wiederholten Biegetest unterworfen: (i) ein Drahtseil aus schwarzem bzw. unverzinktem Draht; (ii) ein Drahtseil-Aufbau gemäß F i g. 1 und (iii) ein herkömmliches Drahtseil, dessen Zwischenräume und Spalte vollständig und zusammenhängend mit einem thermoplastischen Harz imprägniert und ausgefüllt sind.

Bei dem Versuch wurde ein Paar von Testrollen zwischen einer Antriebsrolle und einer Spannrolle angeordnet Proben (i) bis (iii) wurden S-förmig durch die Testrollen geleitet, wobei entgegengesetzte Probenenden durch Hilfsseile an den Antriebs- und Spannrollen festgelegt waren. Eine horizontale Zugbelastung wurde auf die Spannrolle während wiederholter Biegetests unter den folgenden Bedingungen ausgeübt: Seildurchmesser d

— 16 mm; Testrollen-Abstands- bzw. -Teilkreisdurchmesser D — 256 mm; D/d Verhältnis — 16; Testbelastung

— 1190 kg; nominelle Bruchlast des Test-Drahtseils — 11 900 kg; Sicherheitsfaktor — 10; Rollenaufbau — S-Form. Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.

so Tabelle 1

Proben Anzahl von wiederholten Biegevorgängen

Anfänglicher Drahtbruch 10%Drahtbruch

(Endpunkt des Versuchs)

(i) 8 500 17 000

(ii) 12 500 26 500

(iii) 13 000 27 500

Versuch 2

Die folgenden Drahtseil-Proben aus IWRC 6 χ Fi (29) 44 mm wurden auf Biegsamkeit, Durchmesservergrößerung und Drahtseil-Bruchlastverlust bzw. -verminderung aufgrund des Verseilens untersucht: (i) ein Drahtseil aus schwarzem bzw. unverzinktem Draht; (ii) ein Drahtseil-Aufbau gemäß Fig. 1 und (iii) ein herkömmliches Drahtseil, dessen Zwischenräume und Spalte vollständig und zusammenhängend mit einem thermoplastischen Harz imprägniert und ausgefüllt sind. Die Testergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.

Tabelle 2

Proben Biegsamkeit Seildurchmesser Verlust an Bruchlast

(%) Durchmesser Zuwachs (%)
(%) (%)

(i) 100 44,80 0 18,1-23,1

(ii) 95Π00 45,46-45,58 +1,47-+1,74 14,1-18,1

(iii) 70f 75 46,26-46,38 +3,26- +3,53 14,5-19,0

Die Biegsamkeit wird durch eine Index-Zahl ausgedrückt, basierend auf 100% des schwarzen bzw. unverzinkten Seils, (Probe (i)), und der Verlust an Drahtbruchlast aufgrund des Verseilens wird wie folgt ausgedrückt:

Verlust an Bruchlast (%) = (\ -

Tatsächliche Bruchlast des Drahtseils Gesamte Bruchlast der einzelnen Drähte

Die Resultate aus den Versuchen 1 und 2 zeigen, daß das Drahtseil der vorliegenden Erfindung mit dem vollständig imprägnierten Drahtseil bezüglich der Festigkeit des wiederholten Biegevorgangs vergleichbar ist, und zwar trotz der Tatsache, daß die getestete Probe einen Aufbau gemäß F i g. 1 hatte, bei dem die Füllelemente nur in die inneren Zwischenräume eingelegt waren; dieses Drahtseil übertraf das letztere bezüglich der

Biegsamkeit und des Verlustes an Drahtseil-Bruchlast wie auch des Durchmesserzuwachses bzw. -Inkrements.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist festzustellen, daß das Drahtseil der vorliegenden Erfindung die
verbesserten Eigenschaften des imprägnierten Drahtseils bezüglich des Abnutzungswiderstandes, der Ermüdungsfestigkeit und des Verlustes an Drahtseil-Bruchlast aufgrund des Verseilens beibehält, ohne daß die ψ Biegsamkeit des Drahtseils beeinträchtigt wird, während ein Reißen und Abiösen des Füllmaterials verhindert 5 | wird. Es hat somit eine extrem große praktische Nutzeigenschaft. i|

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Drahtseil mit einer Kernlitze, mehreren um diese gewundenen äußeren Litzen und in den Zwischenräumen zwischen der Kernlitze und den äußeren Litzen befindlichen zusammenhängenden strangförmigen

5 biegsamen Einlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagen im wesentlichen die einzelnen inneren Zwischenräume fa} zwischen der Kernlitze (1) und den entsprechenden äußeren Litzen (2) ausfüllende Füllelemente (3) sind, die jeweils einen eingebetteten Verstärkungsstrang (4) enthalten.

2. Drahtseil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß äußere Füllelemente (3') die einzelnen äußeren Zwischenräume ^J zwischen den äußeren Litzen (2) im wesentlichen ausfüllen.

10 3. Drahtseil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Füllelemente (3') einen eingebetteten Verstärkungsstrang (4) enthalten.

4. Drahtseil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem Abstand der einzelnen äußeren Litzen zueinander, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Abstände der äußeren Litzen (2) zueinander 2 bis 6% des durch die Mittelpunkte der äußeren Litzen (2) gelegten Teilkreisdurchmesser beträgt