EP2818594A2 - Drahtseil sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

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EP2818594A2
EP2818594A2 EP14167365.7A EP14167365A EP2818594A2 EP 2818594 A2 EP2818594 A2 EP 2818594A2 EP 14167365 A EP14167365 A EP 14167365A EP 2818594 A2 EP2818594 A2 EP 2818594A2
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EP
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wire
plastic core
strands
wire rope
helical grooves
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Fatzer AG Drahtseilfabrik
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Definitions

  • the invention relates to a wire rope and to a method for manufacturing according to the preamble of claim 1 and 8, respectively.
  • a cylindrically shaped core with a plurality of stranded around this strand of wire.
  • filling elements which consist of a polymeric or elastomeric material and having an oriented molecular structure.
  • Each of these filling elements is associated with a widened foot section, which fills the space formed between two strands and the core and thus can rest on the central core.
  • the present invention has for its object to provide a wire rope, by means of which the properties of the wire rope are improved, in particular with respect to the smoothness and the inner cohesion.
  • this object is achieved by a wire rope according to the features of claim 1 or by a method for its production according to the features of claim 8.
  • Fig. 1 shows the production of a wire rope 10 with a plastic core 11 and a plurality of stranded around this strand of wire 15, for clarity, only three of the total of six wire strands are shown.
  • Such wire ropes are suitable, for example, for use in rail vehicles, which are pulled by the wire ropes, which are guided between the rails on rollers or the like.
  • a helical groove 20 is produced by machining at the periphery of the plastic core 11 for each wire strand 15, wherein these helical grooves 20 are each adapted to the outer diameter of the wire strands 15.
  • This inventive machining of the cylindrical rod 11 'supplied from a flexible plastic plastic core 11 by means of a processing device 25, are rotated in the cutting tools 26 at the same speed as the wire strands 15 to the plastic core 11 for the production of helical grooves.
  • the cutting tools 26 are directed with their cutting against the direction of movement of the plastic core.
  • Each cutting tool 26 is associated with a tool clamping holder 27, which is fastened in each case radially adjustable on a with a central opening for the passage of the rod 11 'rotatable tool head.
  • the respective tool clamping holder 27 consists of a chuck 28 and an adjusting module, not shown in detail, by means of which the cutting tool 26 can be adjusted to the diameter of the plastic core 11 exactly.
  • the rotary drive of the tool head 25 as well as the coils with the wire strands wound thereon 15 are not illustrated in detail.
  • the wire strands 15 and the plastic core 11 are pulled at the same feed rate in the axial direction by an annular mandrel 22.
  • the wire strands 15 are advantageously preformed when feeding for stranding with a helical shape and are pulled together with the plastic core, being pressed through this mandrel 22, the wire strands to the plastic core, these grooves 20 serve as a guide of the wire strands 15.
  • the stranded wire strands 15 are located over a certain circumferential area in the grooves 20 directly on the plastic core 11, while the inserts 12 are each arranged on the inside with a distance a to the plastic core 11.
  • the distances a between the inserts 12 and the plastic core 11 are each dimensioned so that they at least approximately each correspond to an extent, which is caused by the after a certain initial operating time of the wire in the radial direction outward directed flow of the plastic core 11. This expansion moves depending on the diameter of the soul and strain of the wire in the millimeter range.
  • Each of the inserts 12 has a thickness d ', each with its inner end part 12' extending between two wire strands 15, which is greater than the thickness d in the narrowest region of the respective insert 12, said inner end parts 12 'being outside an imaginary one Circle 14 ends at the insides of the wire strands 15, as shown in phantom.
  • This inside end portion 12 'of the inserts 12 is each rounded, but could also be elliptical, shaped as a half polygon or even flat.

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Abstract

Bei einem Drahtseil mit wenigstens einer Kunststoffseele (11) und mehreren um diese herum verseilten Drahtlitzen (15) ist am Umfang der Kunststoffseele (11) für jede Drahtlitze (15) jeweils eine wendelförmige Nut (20) durch spanabhebende Bearbeitung erzeugt. Diese wendelförmigen Nuten (20) sind im Querschnitt jeweils dem Aussendurchmesser der Drahtlitzen (15) angepasst. Die Kunststoffseele (11) wird unmittelbar bevor die Drahtlitzen (15) auf diese aufgewickelt werden durch diese spanabhebende Bearbeitung mit den wendelförmigen Nuten (20) für die Aufnahme der Drahtlitzen (15) versehen. Durch diese Ausbildung des Drahtseils mit dieser spanabhebenden Bearbeitung zur Erzeugung von wendelförmigen Nuten der Kunststoffseele wird eine optimale Führung der Drahtlitzen im verseilten Zustand erzielt und damit entstehen Verbesserungen der Eigenschaften des Drahtseils insgesamt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Drahtseil sowie auf ein Verfahren zur Herstellung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 8.
  • Bei einem Drahtseil gemäss der Druckschrift EP-A-1 040 221 sind ein zylindrisch ausgebildeter Kern mit mehreren um diese herum verseilte Drahtlitzen vorgesehen. Zudem sind zwischen einem jeden benachbarten Paar von Litzen Füllelemente angeordnet, welche aus einem polymeren oder elastomeren Werkstoff bestehen und eine orientierte molekulare Struktur aufweisen. Diesen Füllelementen ist jeweils ein verbreiterter Fussabschnitt zugeordnet, der den zwischen zwei Litzen und dem Kern gebildeten Raum ausfüllt und somit auf dem zentralen Kern aufliegen kann.
  • Bei diesem zylindrisch ausgebildeten Kern bildet sich im Betrieb des Drahtseils in der Regel nach einer gewissen Anfangsbetriebszeit ein Fliessen in radialer Richtung nach aussen, wodurch den Aussenkonturen der Drahtlitzen angepasste Nuten am Umfang des Kerns entstehen. Damit sind aber verschiedene Nachteile verbunden, insbesondere entsteht ein Kriechen und damit eine Verlängerung des gesamten Drahtseils im Betrieb, welche wieder kompensiert werden muss. Zudem ändert sich auch der Seildurchmesser im Betrieb, was bei der Installation derselben zu berücksichtigen ist.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Drahtseil zu schaffen, mittels welchem die Eigenschaften des Drahtseils verbessert werden, insbesondere in Bezug auf die Laufruhe und den inneren Zusammenhalt.
  • Erfindungsgemäss ist diese Aufgabe durch ein Drahtseil nach den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren zu dessen Herstellung nach den Merkmalen des Anspruches 8 gelöst.
  • Durch diese Ausbildung des Drahtseils mit dieser spanabhebenden Bearbeitung zur Erzeugung von wendelförmigen Nuten der Kunststoffseele wird eine optimale Führung der Drahtlitzen im verseilten Zustand erzielt und damit entstehen verschiedene Verbesserungen der Eigenschaften des Drahtseils insgesamt.
  • Mit dem erfindungsgemässen Verfahren, diese spanabhebende Bearbeitung für die Erzeugung der wendelförmigen Nuten unmittelbar bevor die Drahtlitzen um die Kunststoffseele verseilt werden auszuführen, entsteht der Vorteil, dass diese wendelförmigen Nuten mit der absolut gleichen Schlaglänge wie die Drahtlitzen versehen sind.
  • Ausführungsbeispiele sowie weitere Vorteile der Erfindung sind nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung der Herstellung eines erfindungsgemässen Drahtseils, von welchem die Kunststoffseele und drei der Drahtlitzen je in Teillänge veranschaulicht sind; und
    Fig. 2
    ein erfindungsgemässes Drahtseil im Querschnitt.
  • Fig. 1 zeigt die Herstellung eines Drahtseils 10 mit einer Kunststoffseele 11 und mehreren um diese herum verseilte Drahtlitzen 15, wobei zur besseren Verdeutlichung nur drei von den an sich insgesamt sechs Drahtlitzen dargestellt sind.
  • Solche Drahtseile eignen sich beispielsweise für die Verwendung bei Schienenfahrzeugen, welche von den Drahtseilen gezogen werden, die zwischen den Schienen auf Rollen oder dergleichen geführt sind. Erfindungsgemäss ist am Umfang der Kunststoffseele 11 für jede Drahtlitze 15 jeweils eine wendelförmige Nut 20 durch spanabhebende Bearbeitung erzeugt, wobei diese wendelförmigen Nuten 20 jeweils dem Aussendurchmesser der Drahtlitzen 15 angepasst sind.
  • Die Drahtlitzen 15 werden dabei um diese mit einem Vorschub in Achsrichtung bewegten Kunststoffseele 11 herum verseilt, wobei sie mit einer bestimmten Drehzahl und Zuführgeschwindigkeit um die Kunststoffseele 11 herum gewickelt werden. Die Kunststoffseele 11 wird unmittelbar bevor die Drahtlitzen 15 auf diese aufgewickelt werden durch spanabhebende Bearbeitung mit diesen wendelförmigen Nuten 20 versehen.
  • Diese erfindungsgemässe spanabhebende Bearbeitung der als zylindrischer Stab 11' aus einem biegsamen Kunststoff zugeführten Kunststoffseele 11 erfolgt mittels einer Bearbeitungseinrichtung 25, bei der Schneidwerkzeuge 26 mit derselben Drehzahl wie die Drahtlitzen 15 um die Kunststoffseele 11 für die Herstellung der wendelförmigen Nuten gedreht werden. Die Schneidwerkzeuge 26 sind dabei mit ihren Schneiden gegen die Bewegungsrichtung der Kunststoffseele gerichtet. Jedem Schneidwerkzeug 26 ist eine Werkzeugspannhalterung 27 zugeordnet, welche jeweils an einem mit einer zentralen Öffnung für das Durchführen des Stabes 11' drehbaren Werkzeugkopf 25 radial verstellbar befestigt ist. Die jeweilige Werkzeugspannhalterung 27 besteht aus einem Spannfutter 28 und aus einem nicht näher gezeigten Verstellmodul, mittels denen das Schneidwerkzeug 26 zu dem Durchmesser der Kunststoffseele 11 genau eingestellt werden kann. Der Drehantrieb des Werkzeugkopfes 25 wie auch die Spulen mit den darauf gewickelten Drahtlitzen 15 sind nicht näher veranschaulicht.
  • Die Drahtlitzen 15 und die Kunststoffseele 11 werden mit der gleichen Vorschubgeschwindigkeit in Achsrichtung durch einen ringförmigen Dorn 22 gezogen. Die Drahtlitzen 15 sind vorteilhaft beim Zuführen zum Verseilen mit einer Wendelform vorgeformt und werden zusammen mit der Kunststoffseele gezogen, wobei sie durch diesen Dorn 22 die Drahtlitzen an die Kunststoffseele angedrückt werden, dabei diese Nuten 20 als Führung der Drahtlitzen 15 dienen.
  • Fig. 2 zeigt ein Drahtseil 10 mit mehreren aus verseilten Drähten 16 hergestellten Drahtlitzen 15, die um eine Kunststoffseele 11 herum verseilt und zwischen diesen längliche Einlagen 12 angeordnet sind. Diese sich über die gesamte Seillänge erstreckenden Einlagen 12 sind in ihrem Querschnitt derart geformt, dass sie sich annähernd bis zum Aussenumfang des Drahtseils 10 erstrecken. Dabei sind sie am Aussenumfang mit einem annähernd dem halben Seildurchmesser entsprechenden Radius R versehen, um zusammen mit den Drahtlitzen 15 annähernd einen gleichmässigen Aussendurchmesser zu bilden. In dem mit den Drahtlitzen 15 in Berührung stehenden Bereich weisen sie beidseitig jeweils einen den Drahtlitzen 15 entsprechenden Radius auf.
  • Solche Drahtseile 10 werden insbesondere als Zug- bzw. Förderseile mit hohen Belastungsanforderungen verwendet, beispielsweise bei Seilbahnen, welche an einem stationären Tragseil hängend geführt und mit einem Zugseil verbunden sind. Zug- bzw. Förderseile werden üblicherweise bei der oberen und unteren Station um Rollen geführt und als Endlos-Seile durch eine sogenannte Verspleissung von deren Enden ausgeführt oder durch eine Endbefestigung zusammengehalten, was nicht näher gezeigt ist.
  • Die verseilten Drahtlitzen 15 liegen über einen bestimmten Umfangsbereich in den Nuten 20 unmittelbar auf der Kunststoffseele 11 auf, indes die Einlagen 12 jeweils innenseitig mit einem Abstand a zur Kunststoffseele 11 angeordnet sind.
  • Diese Nut 20 bei einer jeweiligen Drahtlitze 15, bei welchem sie unmittelbar auf der Kunststoffseele 11 aufliegt, entspricht bei Verwendung von insgesamt sechs Drahtlitzen einem Winkelbereich einer jeweiligen Drahtlitze bezogen auf ihren Querschnitt von vorzugsweise zwischen 40° und 60°. Diese wendelförmigen Nuten 20 sind im Querschnitt rund mit einem Radius ausgebildet, welcher annähernd dem halben Durchmesser einer Drahtlitze 15 entspricht.
  • Die Abstände a zwischen den Einlagen 12 und der Kunststoffseele 11 sind jeweils so dimensioniert, dass diese mindestens annähernd jeweils einer Ausdehnung entsprechen, welche durch das nach einer gewissen Anfangsbetriebszeit des Drahtseiles in radialer Richtung nach aussen gerichtete Fliessen der Kunststoffseele 11 entsteht. Diese Ausdehnung bewegt sich je nach Durchmesser der Seele und Belastung des Drahtseils im Millimeterbereich.
  • Die Einlagen 12 weisen jeweils mit ihrem zwischen zwei Drahtlitzen 15 durchragenden innenseitigen Endteil 12' jeweils eine Dicke d' auf, die grösser als die Dicke d im schmälsten Bereich der jeweiligen Einlage 12 ist, wobei diese innenseitigen Endteile 12' ausserhalb eines gedachten Kreises 14 bei den Innenseiten der Drahtlitzen 15 enden, wie strichpunktiert gezeigt ist. Dieser innenseitige Endteil 12' der Einlagen 12 ist jeweils abgerundet, könnte aber auch elliptisch, als halbes Polygon oder sogar flach geformt sein.
  • Die Erfindung ist mit den erläuterten Ausführungsbeispielen ausreichend dargetan. Selbstverständlich könnten sie noch durch andere Varianten veranschaulicht sein, bei dem zum Beispiel anstelle von sechs eine andere Anzahl Drahtlitzen verwendet werden könnten.

Claims (13)

  1. Drahtseil, mit wenigstens einer Kunststoffseele (11) und mehreren um diese herum verseilten Drahtlitzen (15), dadurch gekennzeichnet, dass
    am Umfang der Kunststoffseele (11) für jede Drahtlitze (15) jeweils eine wendelförmige Nut (20) durch spanabhebende Bearbeitung erzeugt ist, wobei diese wendelförmigen Nuten (20) im Querschnitt jeweils dem Aussendurchmesser der Drahtlitzen (15) angepasst sind.
  2. Drahtseil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wendelförmigen Nuten (20) im Querschnitt rund mit einem Radius ausgebildet sind, welcher annähernd dem halben Durchmesser einer Drahtlitze (15) entspricht.
  3. Drahtseil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffseele (11) aus einem biegsamen Kunststoff stabförmig ausgebildet ist.
  4. Drahtseil nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in den wendelförmigen Nuten (20) geführten Drahtlitzen (15) bei Verwendung von sechs Litzen in einem Winkelbereich einer jeweiligen Drahtlitze von vorzugsweise bis zu 60° bezogen auf den Querschnitt aufliegen.
  5. Drahtseil nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den aus verseilten Drähten (16) bestehenden Drahtlitzen (15) jeweils eine längliche Einlage (12) angeordnet ist, welche sich annähernd bis zum Aussenumfang des Drahtseils (10) erstrecken, indes innenseitig mit einem Abstand (a) zur Kunststoffseele (11) angeordnet sind.
  6. Drahtseil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlagen (12) jeweils mit ihrem zwischen zwei Litzen (15) durchragenden innenseitigen Endteil (12') jeweils eine Dicke (d') aufweisen, die grösser als die Dicke (d) im schmälsten Bereich der jeweiligen Einlage (12) ist, wobei diese innenseitigen Endteile (12') ausserhalb eines gedachten Kreises (14) bei den Innenseiten der Litzen (15) enden.
  7. Drahtseil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlagen (12) am Aussenumfang mit einem annähernd dem halben Seildurchmesser entsprechenden Radius (R) versehen sind, um zusammen mit den Litzen (15) einen annähernd gleichmässigen Aussenumfang zu bilden.
  8. Verfahren zur Herstellung eines Drahtseils nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, bei dem mehrere Drahtlitzen (15) um eine mit einem Vorschub in Achsrichtung bewegte Kunststoffseele (11) herum verseilt werden, wobei die Drahtlitzen (15) dabei mit einer bestimmten Drehzahl und Zuführgeschwindigkeit um die Kunststoffseele (11) herum gewickelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Kunststoffseele (11) unmittelbar bevor die Drahtlitzen (15) auf diese aufgewickelt werden durch spanabhebende Bearbeitung mit wendelförmigen Nuten (20) für die Aufnahme der Drahtlitzen (15) versehen wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die für die spanabhebende Bearbeitung der Kunststoffseele (11) verwendeten Schneidwerkzeuge (26) für die Herstellung der wendelförmigen Nuten mit derselben Drehzahl wie die Drahtlitzen (15) um die Kunststoffseele (11) gedreht werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass diese Drahtlitzen (15) und die Kunststoffseele (11) mit der gleichen Vorschubgeschwindigkeit in Achsrichtung vorzugsweise gezogen werden.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtlitzen (15) beim Zuführen zum Verseilen mit einer Wendelform vorgeformt sind und zusammen mit der Kunststoffseele (11) durch einen ringförmigen Dorn (22) gezogen werden, durch welchen diese Drahtlitzen an die Kunststoffseele angedrückt werden.
  12. Bearbeitungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung eines Drahtseils nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass
    ein mit einer zentralen Öffnung für das Durchführen der Kunststoffseele (11) drehbarer Werkzeugkopf (25) mit für die Erzeugung der wendelförmigen Nuten (20) radial verstellbaren Schneidwerkzeugen (26) vorgesehen ist.
  13. Bearbeitungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass
    den Schneidwerkzeugen (26) je eine Werkzeugspannhalterung (27) zugeordnet ist, welche jeweils am Werkzeugkopf (25) radial verstellbar befestigt sind.
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