Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Konstruktion von Seilen und insbesondere eine geflochtene Konstruktion, die besonders geeignet ist für Seile mit großem Durchmesser, die aus Kunstfasermaterialien mit geringer Dehnung hergestellt sind.

Die herkömmliche geflochtene Konstruktion ist weit verbreitet bei der Herstellung von Seilen für verschiedene Zwecke. Beim herkömmlichen Flechten werden verzwirnte Garne wiederholt über- und untereinander verwoben, so dass jedes Garn einem im Allgemeinen spiralfömigen Pfad über die gesamte Länge des Seils folgt. Der Winkel des Pfads hängt von der Festigkeit des Geflechts ab, die gemeinhin als eine Anzahl von „Knoten" (engl. „picks") pro Einheitslänge ausgedrückt wird, wobei der Ausdruck „Pick-Multiplikator" die Anzahl von Knoten pro Zoll des Seils mal seinem Umfang repräsentiert.

Die einzelnen Garne werden vor dem Flechten verzwirnt, primär, weil dies notwendig ist, um die Fasern zu einem zusammenhängenden Bündel zusammenzufassen. Der Ausdruck „Drehungskoeffizient" (engl. „twist factor"), wie er hier verwendet wird, repräsentiert die Anzahl von Windungen des Zwirns pro 25,4 mm (1 Zoll) (als „TPI" bezeichnet) mal der Quadratwurzel des Garndeniers, wobei das Garndenier als das Denier der Fasern multipliziert mit der Anzahl von Fasern in dem Garn berechnet wird. Das Verzwirnen dient also dazu, den Translationsgütegrad der Garne leicht zu erhöhen (wie hier verwendet drückt die Bezeichnung „Translationsgütegrad" die Beziehung zwischen der Bruchfestigkeit des Garns und der kombinierten Bruchfestigkeit der Fasern aus, die das Garn bilden, ausgedrückt als ein Prozentsatz des letzteren Werts), indem unterstützt wird, dass die einzelnen Fasern gleichmäßiger belastet werden. Während jedoch ein kleiner Verzwirnungsgrad (z. B. ½ Windung pro 25,4 mm (1 Zoll) bei einem Bündel mit 9,53 mm (3/8 Zoll) Durchmesser) eine geringfügige Erhöhung des Translationsgütegrads erzeugt (z. B. vielleicht 10 %), verursacht jegliches weiteres Verzwirnen des Garns einen schnellen Rückgang der Zugfestigkeit. Dies ist der Fall, da bei weiterer Verzwirnung die Fasern an der Außenseite damit beginnen, signifikant längeren Pfaden zu folgen als diejenigen in Richtung zu dem Inneren hin, so dass beim Gebrauch die kürzeren Fasern überlastet werden, bevor sie sich gegenüber den längeren Fasern ausreichend dehnen können, dass diese anfangen, eine Spannung aufzunehmen; dies ist ein besonders Problem, wenn mit modernen Fasermaterialien mit geringer Dehnung gearbeitet wird, von denen einige in der Lage sind, sich lediglich um 2–4% auszudehnen, bevor sie brechen.

Obwohl die Industrie seit vielen Jahren geflochtene Seile unter Verwendung von verzwirnten Garnen konstruiert hat, hat es sich gezeigt, dass diese herkömmliche Technik verschiedene ernsthafte Defizite in Verbindung mit neueren Fortschritten bei der Seilgröße und Fasertechnologie aufweist. Z. B. gibt es einen ansteigenden Bedarf für geflochtene Seile mit sehr großem Durchmesser (z. B. zur Verwendung auf großen Begleitschleppern, an Einzelpunkt-Vertäusystemen, in der Offshore-Ölindustrie, usw.), aber wegen existierender Ausrüstung und anderen Gründen sind die meisten geflochtenen Seile darauf eingeschränkt, eine bestimmte, relativ geringe Anzahl von Litzen zu verwenden (z. B. ein 12-Litzen-Flechtseil, ein 8-Litzen-Flechtseil, usw.). Da die Anzahl von Litzen dieselbe bleiben muss, ist demzufolge der herkömmliche Ansatz zur Herstellung von Seilen mit größerem Durchmesser der gewesen, einfach den Durchmesser der verzwirnten Garne zu erhöhen, die die Litzen bilden. Der Ansatz, einfach die Garne „nach oben zu skalieren", hat sich jedoch nicht als sehr erfolgreich erwiesen, besonders bei der Verwendung vergleichsweise neuer Fasern mit geringer Dehnung. Dies ist zum Teil deswegen der Fall, weil die Bildung von Garnen mit großem Durchmesser ein mehrstufiges Verzwirnen erfordert, wenn mit synthetischen Fasermaterialien gearbeitet wird (weil die synthetischen Fasermaterialien sehr glatte, schlüpfrige Oberflächentexturen aufweisen, im Vergleich mit rauflächigeren Naturfasern, die dazu tendieren, ein festes Bündel nach dem anfänglichen Verzwirnen zu bilden. Wenn ein mehrstufiges Verzwirnen durchgeführt wird, ist es jedoch praktisch unmöglich, dem Garn einen befriedigenden Grad von Zusammenhalt zu geben, ohne den optimalen Verzwirnungsgrad zu überschreiten, insbesondere dann, wenn mit Fasern geringer Dehnung gearbeitet wird, mit dem Ergebnis, dass der Translationsgütegrad ernsthaft leidet. Während eine sehr lockere Verzwirnung den Verlust an Translationsgütegrad vermeiden würde, würde dies zu einem unaktzeptabel niedrigen Zusammenhaltsgrad führen, und würde ein lockeres, „schäbiges" Garn erzeugen, das für Belastungsschäden anfällig wäre und ansonsten für kommerziellen Einsatz ungeeignet wäre. Kurz gesagt, ist es bei Verwendung von Fasermaterialien geringer Dehnung bei verzwirnten Garnen mit großem Durchmesser schwierig oder unmöglich, sowohl einen akzeptablen Zusammenhaltsgrad als auch ein hohes Niveau des Translationsgütegrads zu erreichen.

Es existieren Verfahren, bei denen verzwirntes UHMWPE oder andere Garne erfolgreich bei erhöhten Temperaturen gedehnt werden können, um ein hohes Niveau des Translationsgütegrads zu erreichen, ohne die einzelnen Fasern zu beschädigen. Sogar diese Verfahren weisen jedoch eine praktische obere Grenze hinsichtlich des Garndurchmessers auf, das in einer solchen Produktionsoperation erfolgreich behandelt werden kann, und im Moment ist diese Grenze deutlich unterhalb des Durchmessers der Garne, die zur Konstruktion von sehr langen geflochtenen Seilen unter Verwendung herkömmlicher Techniken notwendig sind.

Ein anderes Problem bei der herkömmlichen geflochtenen Konstruktion stammt aus der Notwendigkeit, die Garne mehrere Male zu verspleißen, wenn lange Seilstücke geflochten werden. Um diesen zu verdeutlichen, wird auf 5 Bezug genommen, die eine herkömmliche Flechtmaschine 01 zeigt, bei der eine Mehrzahl von Spulen 02 an einem Tisch 03 zur Entwicklung einer Zusammenzwirndrehung angebracht sind (man beachte: Da die Flechtmaschine für sich selbst nicht einen Teil der vorliegenden Erfindung darstellt und dem Fachmann wohlbekannt ist, wird hier nur ein Überblick über den Mechanismus gegeben). Wenn die Spulen umherlaufen, werden die Garne unter- und übereinander verwoben und durch eine Manschette 05 durch eine Aufwickelrolle nach oben gezogen. Da jeder Spule das Garn ausgeht, ist es dann notwendig, die Maschinen zu stoppen und das Garn von einer neuen Spule einzuspleißen. Es ist im Allgemeinen nicht praktikabel, die Enden von verzwirnten Garnen zusammenzuspleißen (da sie dazu tendieren, sich einfach zu einer nicht zusammenhaltenden Masse abzuwickeln), und daher ist es die herkömmliche Praxis gewesen, die neue Spule in einem offenen Bereich 08 in der Mitte des Tischs anzuordnen und dann das Ende des Garns nach oben in den Kern des Seils zu führen, wie durch den Pfeil 09 angedeutet ist. Die Maschine wird betrieben, um weitere 6,1–9,1 m (20–30 Fuß) (typischerweise) Seil zu bilden, und danach wird das Garn von der alten Spule abgeschnitten und die neue Spule wird an ihrem Platz am Rand des Tischs angebracht.

Diese Technik wird herkömmlicherweise als ein „Flechteraustausch" (engl. „braider interchange") bezeichnet, und obwohl sie seit vielen Jahren verwendet wird, ist sie in vielerlei Hinsicht unbefriedigend. Erstens wird eine Verspleißung, weil sie eine friktionale Verspleißung ist, immer eine Schwachstelle in dem Seil darstellen. Ebenso stellt der 6,1–9,1 m-Überlapp eine teure Verschwendung von Material dar, insbesondere dann, wenn teure Fasern verwendet werden. Weiterhin wird diese Art von Verspleißung extrem schwierig auszuführen, wenn Seile mit großem Durchmesser geflochten werden. Dies liegt daran, dass die zum Tragen der verzwirnten Garne mit großem Durchmesser notwendigen Spulen sehr viel größer und dichter auf dem Tisch der Flechtmaschine gepackt sind, als dies in 5 gezeigt ist, mit dem Ergebnis, dass es einfach keinen Raum in der Mitte des Tisches gibt, in dem die Ersatzspule positioniert werden könnte (ein entsprechendes Vergrößern der Maschinen zur Bereitstellung von mehr Raum ist bei weitem zu teuer, um eine praktikable Option zu sein). Wenn die verzwirnten Garne sehr groß sind, wird es weiterhin schwierig, das schwere, steife Ende des Garns zu handhaben es in den Kern des Seils nachzuführen.

Die Verwendung von großen verzwirnten Garnen zur Bildung der Litzen des Seils macht es sehr schwierig, Reparaturen an herkömmlich geflochtenen Seilen durchzuführen, wenn einzelne Litzen beim Betrieb beschädigt werden. Z. B. kann ein einzelnes Garn hängen bleiben, abgeschnitten werden oder auf andere Weise beschädigt werden, während der Rest des Seils intakt bleibt. Die Unfähigkeit einzelne Garne zu reparieren bedeutet jedoch, dass eine Gesamtlänge des Seils mit großen Kosten weggeworfen werden müsste.

Demzufolge existiert ein Bedarf für ein Verfahren zur Konstruktion von geflochtenen Seilen mit großem Durchmesser, wobei ein hohes Niveau des Translationsgütegrads erreicht wird, insbesondere wenn Fasermaterialien geringer Dehnung verwendet werden. Ferner existiert ein Bedarf für ein derartiges Verfahren zur Konstruktion, das es ermöglicht, dass ein geflochtenes Seil mit großem Durchmesser hergestellt wird, ohne dass übermäßig große verzwirnte Garne verwendet werden müssten. Ferner existiert ein Bedarf für ein derartiges Verfahren der Konstruktion, das es ermöglicht, dass schnellere, effizientere Verspleißungen zwischen den Enden einzelner Litzen während der Konstruktion des Seils gebildet werden. Ferner gibt es einen Bedarf für ein derartiges Verfahren zur Konstruktion geflochtener Seile, das es erlaubt, dass einzelne Litzen verspleißt werden, um einen Schaden zu reparieren, ohne eine Gesamtlänge des Seils wegwerfen zu müssen.

Die GB 1344290 offenbart ein Verfahren der Konstruktion eines geflochtenen Seils großen Durchmessers, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, eine Mehrzahl von Fasern zusammenzuzwirnen, so dass diese eine Mehrzahl von verzwirnten Garnen bilden, eine Mehrzahl von verzwirnten Garnen zusammenzuflechten, so dass diese eine Mehrzahl von geflochtenen Litzen bilden, und eine Mehrzahl von geflochtenen Litzen zusammenzuflechten, so dass ein geflochtenes Seil mit großem Durchmesser gebildet wird.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein derartiges Verfahren gekennzeichnet durch Fasern mit geringer Dehnung, die um einen Drehungskoeffizient im Bereich von ungefähr 125 bis ungefähr 145 zusammengezwirnt sind, um die gezwirnten Garne zu bilden, wobei die gezwirnten Garne um einen Pick-Multiplikator im Bereich von ungefähr 1,0 bis ungefähr 2,0 zusammengeflochten sind, um die geflochtenen Litzen zu bilden, und wobei die geflochtenen Litzen um einen Pick-Multiplikator im Bereich von ungefähr 2,0 bis ungefähr 3,6 zusammengeflochten sind, um das Seil mit großem Durchmesser zu bilden.

Der Schritt des Zusammenflechtens der Garne kann das Zusammenflechten der verzwirnten Garne umfassen, um eine Mehrzahl von geflochtenen Litzen zu bilden, die einen Durchmesser von 11,1 mm (7/16 Zoll) oder größer aufweisen. Der Schritt des Flechtens der Litzen zusammen kann das Flechten der Mehrzahl von geflochtenen Litzen zusammen umfassen, um ein Seil zu bilden, das einen Umfang von ungefähr 127 mm (5 Zoll) oder größer aufweist. Der Pick-Multiplikator des primären Geflechts kann bevorzugt im Bereich von ungefähr 1,0 bis ungefähr 1,4 liegen und der des sekundären Geflechts kann bevorzugt im Bereich von ungefähr 2,0 bis ungefähr 2,8 liegen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann der Schritt des Zusammenflechtens der Mehrzahl von Garnen das Zusammenzwirnen der Mehrzahl von Fasern um einen Drehungskoeffizient im Bereich von ungefähr 134 bis ungefähr 140 umfassen. Die verzwirnten Garne der Fasern können zusammengeflochten sein in einem primären Geflecht, das einen Pick-Multiplikator im Bereich von ungefähr 1,3 und ungefähr 1,4 umfasst; und danach zu einem sekundären Geflecht zusammengeflochten sein, das einen Pick-Multiplikator im Bereich von ungefähr 2,6 und ungefähr 2,8 umfasst.

Die GB 1 344 920 offenbart ein geflochtenes Seil mit großem Durchmesser, das eine Mehrzahl von Fasern enthält, die zusammengezwirnt sind, so dass sie eine Mehrzahl von verzwirnten Garnen bilden, wobei eine Mehrzahl von verzwirnten Garnen zusammengeflochten ist, so dass diese eine Mehrzahl von geflochtenen Litzen bildet, und eine Mehrzahl von geflochtenen Litzen zusammengeflochten ist, so dass diese ein geflochtenes Seil mit großem Durchmesser bildet.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein derartiges Seil gekennzeichnet durch Fasern geringer Dehnung, die mit einem Drehungskoeffizient im Bereich von ungefähr 125 bis ungefähr 145 zusammengezwirnt sind, wobei die zusammengezwirnten Garne um einen Pick-Multiplikator im Bereich von ungefähr 1,0 bis ungefähr 2,0 zusammengeflochten sind, so dass sie die zusammengeflochtenen Litzen bilden, und wobei die zusammengeflochtenen Litzen um einen Pick-Multiplikator im Bereich von ungefähr 2,0 bis 3,6 zusammengeflochten sind, so dass sie das geflochtene Seil mit großem Durchmesser bilden.

1 ist eine Aufrissansicht eines Endabschnitts eines gemäß der vorliegenden Erfindung konstruierten geflochtenen Seils, die schematisch die Art und Weise zeigt, in der verzwirnte Garne mit geringem Durchmesser zusammengeflochten sind, um zusammengeflochtene Litzen zu bilden, die dann zusammengeflochten werden, um das Seil selbst zu bilden;

2 ist eine Aufrissansicht einer Länge des geflochtenen Seils von 1;

3 ist eine Aufrissansicht einer einzelnen der geflochtenen Litzen, die zusammengeflochten sind, um das Seil von 2 zu bilden.

4 ist eine Aufrissansicht eines einzelnen der verzwirnten Garne mit vergleichsweise kleinem Durchmesser, die zusammengeflochten sind, um geflochtenen Garne zu bilden, die in 3 gezeigt sind;

5 ist eine perspektivische Ansicht einer exemplarischen Flechtmaschine zur Verwendung bei der Konstruktion eines geflochtenen Seils gemäß des Verfahrens der vorliegenden Anmeldung.

6A ist einen perspektivische Ansicht der Art und Weise, in der ein exemplarischer Typ oder eine Verspleißung des geflochtenen Seils verwendet werden können, um die einzelnen geflochtenen Litzen in einem nach Maßgabe der vorliegenden Erfindung konstruierten Seil entweder während der ursprünglichen Herstellung oder zu Reparatur einer bei Gebrauch aufgetretenen Beschädigung verbinden zu können, und

6B ist eine Aufrissansicht, die die komplette Verspleißung von 7 und 8 zeigt.

Die vorliegende Erfindung sieht eine Form einer Seilkonstruktion vor, die besonders geeignet ist zur Herstellung eines geflochtenen Seils mit großem Durchmesser in relativ großen Längen. Weiterhin ist die durch die vorliegende Erfindung vorgesehene Konstruktionsform besonders vorteilhaft, wenn mit Fasermaterialien mit sehr geringer Dehnung gearbeitet wird, d. h. mit Fasermaterialien, die dazu in der Lage sind, sich um nicht mehr als ungefähr 7% zu verlängern, bevor sie brechen. Beispiele solcher Fasermaterialien umfassen Hochmodul-Polyester mit geringer Dehnung, Kevlar^TM (erhältlich von E. I. DuPont de Nemours & Co., Wilmington, DE, USA), Flüssigkristallfasermaterialien wie Vectron^TM (erhältlich von Celanese Corporation, New York, NY, USA) und UHMWPE-Fasermaterialien wie Spectra^TM (erhältlich von Allied Signal, Inc., Morristown, NJ, USA) und Dyneema^TM (erhältlich von DSM Fasern, B. V., Heerlen, Niederlande).

Bei der vorliegenden Erfindung wird das Seil durch Flechten von Litzen mit gebildet, die selbst geflochten worden sind, in Gegensatz zum Flechten von verzwirnten Garnen mit großem Durchmesser wie bei der herkömmlichen Praxis. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es daher, für das Seil verzwirnte Garne zu verwenden, die einen sehr viel kleineren Durchmesser haben, als es ansonsten erforderlich wäre, was wiederum das Erfordernis des mehrstufigen Verzwirnens der Garne reduziert oder beseitigt. Weiterhin erlaubt dies auch für sehr große Seilgrößen die Verwendung von Garnbündeln, die ausreichend kleine Durchmesser haben, um unter Verwendung bekannter Wärmedehnungsprozesse behandelt zu werden, so dass ein hohes Niveau des Translationsgütegrads erreicht wird. Weiterhin ermöglicht es die vorliegende Erfindung durch Verwendung von geflochtenen Litzen zur Konstruktion des Seils mit großem Durchmesser, dass die Enden von einzelnen Litzen unter Verwendung von starken, schnellen Verspleißungen für geflochtene Seile verbunden werden, anstelle des verschwenderischen und uneffizienten Flechteraustauschs wie oben beschrieben, und ermöglicht es, einzelne Litzen zu reparieren, die beim Gebrauch beschädigt worden sind.

Demzufolge zeigt 1 ein geflochtenes Seil 10 mit großem Durchmesser, das aus einer Mehrzahl von einzelnen Litzen 12 konstruiert ist, von denen jede selbst ein geflochtenes Element ist. Die besondere Ausführungsform, die gezeigt ist, verwendet eine aus 12 Litzen gebildete 2 darüber/2darunter-Geflechtform, aber es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung mit anderen Geflechtformen und anderen Litzenzahlen (wie z. B. eine 8 Litzenkonstruktion) verwendet werden kann. Wie in 1 ersichtlich ist, ist jede der geflochtenen Litzen wiederum aus zwölf verzwirnten Garnen 14 geflochten (obwohl wiederum die tatsächliche Anzahl als eine Sache der Konstruktionsauswahl variieren kann), von denen jedes wiederum aus einer Vielzahl von einzelnen Fasern 16 gebildet ist, die zusammengezwirnt worden sind, um eine zusammenhängendes Bündel zu bilden. Wie aus 2 ersichtlich ist, ist das Ergebnis ein geflochtenes Seil 10, bei dem jede der Litzen 12 selbst in der Form einem geflochtenen Seil ähnlich ist.

Daher werden zur Konstruktion des Seils 10 die einzelnen verzwirnten Garne 14 zunächst aus den Fasern 16 verzwirnt und dann unter Verwendung einer Flechtmaschine, wie etwa dem in Figur gezeigten 12-Litzen-Flechter, zusammengeflochten. Die hieraus produzierten geflochtenen Litzen 12 werden dann auf Sekundärspulen gewickelt und auf eine andere Flechtmaschine geladen, durch die sie zusammengeflochten werden, um das endgültige Seil zu bilden.

Weil die Garne 14 zunächst zu Litzen geflochten werden, bevor sie zu dem Seil selbst geflochten werden, kann das Garn einen Durchmesser aufweisen, der viel kleiner ist, als derjenige, der erforderlich wäre, wenn die verzwirnten Garne direkt zu dem Hauptseil geflochten werden würden, wie es bei der herkömmlichen Konstruktion gemacht wird. Z. B. weist für ein aus 12-Garn-Litzen konstruiertes Zwölf-Litzen-Seil, wie es in 1 gezeigt ist, jedes der Garne eine Querschnittsfläche von nur 1/144 des Gesamtquerschnitts des Seils auf. Im Ergebnis wird sogar für ein geflochtenes Seil mit großem Durchmesser der Durchmesser der einzelnen Garne auf einer vergleichsweise geringen Größe gehalten (z. B. kann ein 76,2 mm (3 Zoll)-Seil unter Verwendung von Garnen mit lediglich 9,53 mm (3/ Zoll) im Durchmesser hergestellt werden). Indem auf diese Weise Garne mit kleinem Durchmesser verwendet werden, um ein Seil mit großem Durchmesser zu konstruieren, reduziert oder eliminiert die vorliegende Erfindung den Bedarf für ein mehrstufiges Verzwirnen der Garne, wodurch das oben beschriebene Überzwirn-Problem vermieden wird. Da das Geflecht selbst einen Zusammenhalt auf die Litzen ausübt, wodurch die Abhängigkeit vom Drehkoeffizient, um dem Seil eine notwendige Festigkeit zu geben, reduziert wird, ermöglicht es die oben beschriebene Konstruktion mit großem Durchmesser, dass solche Seile konstruiert werden, unter Verwendung von Drehungskoeffizienten und Pick-Multiplikatoren, die signifikant niedriger sind, als diejenigen, die bei herkömmlichen Konstruktionsformen erforderlich sind.

Weil der Flechtprozess selbst den Litzen sehr wenig zusätzliche Verzwirnung erteilt, ermöglicht es die vorliegende Erfindung weiterhin, einen hohen Verzwirnungsgrad in den Garnen aufrecht zu erhalten, so dass in dem endgültigen Seil ein maximaler Translationsgütegrad erzielt wird.

Z. B. kann den Garnen anfänglich der optimale Verzwirnungsgrad gegeben werden und dieser Verzwirnungsgrad bleibt in weitem Maß unbeeinflusst von den nachfolgenden Flechtschritten, oder in einigen Fällen kann den Garnen ein anfänglicher Verzwirnungsgrad gegeben werden, der nur etwas unterhalb des Optimums liegt, um gegenüber einem kleinen, aber vorbestimmten Verzwirnungsgrad zu kompensieren, der während des Flechtprozesses hinzugefügt wird.

Als Ergebnis ist die geflochtene Konstruktion der vorliegenden Erfindung in der Lage, ein festes, zusammenhaltendes Seil unter Verwendung von Pick-Multiplikatoren und Drehungskoeffizienten zu erzeugen, die sehr viel kleiner sind als diejenigen, die bei einer herkömmlichen Konstruktion mit verzwirnten Litzen erforderlich ist, wodurch ein sehr signifikanter Anstieg der Gesamtzugfestigkeit erreicht wird, wenn mit hochfesten Fasermaterialiern mit geringer Dehnung gearbeitet wird.

Zum Hintergrund sei bemerkt, dass doppelt-geflochtene Nylon- und Polyesterseile, die eine herkömmliche Konstruktion mit verzwirnten Litzen aufweisen, einen Drehungskoeffizient von ungefähr 150 und einen Pick-Multiplikator von im Bereich von ungefähr 8,0 bis 9,0 besitzen. In einigen Fällen kann ein herkömmliches doppelt-geflochtenes Polyesterseil mit 12 Litzen einen Pick-Multipilkator aufweisen, der in Bereich von 3,4 bis 4,0 hinabreicht, aber dies ist immer noch relativ groß im Vergleich mit der vorliegenden Erfindung. Die vergleichsweise großen Drehungskoeffizienten und Pick-Multiplikatoren sind erforderlich, wenn eine herkömmliche Konstruktion mit verzwirnten Litzen verwendet wird, um dem Seil einen akzeptablen Zusammenhalts- und Strapazierfähigkeitsgrad zu verleihen, aber aus den oben beschriebenen Gründen verursachen der höhere Drehungskoeffzient und Pick-Multiplikator auch einen Verlust an Festigkeit.

Unter Verwendung der Konstruktion der vorliegenden Erfindung hat sich jedoch herausgestellt, dass ein für kommerziellen Einsatz ausreichend festes und strapazierfähiges Seil unter Verwendung eines Drehungskoeffizienten im Bereich von ungefähr 125 bis ungefähr 145, eines Pick-Multiplikators in dem primären Geflecht von ungefähr 1,0 bis ungefähr 2,0 und eines Pick-Multiplikators in dem sekundären Geflecht von ungefähr 2,0 bis ungefähr 3,6 konstruiert werden kann, was deutlich unterhalb der entsprechenden Zahlenangaben liegt, wenn herkömmliche Konstruktionsformen verwendet werden. Da ein gewisser Festigkeitsverlust auftritt, wenn der Pick-Multiplikator 3,0 überschreitet, ist der Pick-Multiplikator des sekundären Geflechts bevorzugt in dem Bereich von ungefähr 2,0 bis ungefähr 3,0.

Innerhalb der obigen Bereiche ist eine Konstruktion, die einen Drehungskoeffizienten in dem Bereich ungefähr 130 bis ungefähr 140, einen Pick-Multiplikator in dem primären Geflecht von ungefähr 1,0 bis ungefähr 1,4 und einen Pick-Multiplikator in dem sekundären Geflecht von ungefähr 2,0 bis ungefähr 2,8 verwendet, im Allgemeinen für die Mehrzahl von Anwendungen bevorzugt. Insbesondere hat sich herausgestellt, dass ein aus UHMWPE-Fasermaterial konstruiertes und einen Drehungskoeffizient von 140, einen Pick-Multiplikator in dem primären Geflecht von ungefähr 1,35 und einen Pick-Multiplikator in dem sekundären Geflecht von ungefähr 2,7 aufweisendes Seil eine herausragende Kombination aus Festigkeits- und Handhabbarkeits/Strapazierfähigkeitseigenschaften für allgemeine Verwendung, wie für marine Schleppseile, besitzt. Für einige spezielle Anwendungen kann jedoch eine ewas lockerere oder festere Konstruktion verwendet werden, z. B. kann für einige Offshoreplattform-Vertäuleitungen und andere Anwendungen für niedrigen Verschleiß ein Drehungskoeffizient von ungefähr 135, ein Pick-Multiplikator in dem primären Geflecht von ungefähr 1,2 und ein Pick-Multiplikator in dem sekundären Geflecht von ungefähr 2,4 verwendet werden, um ein Seil zu bilden, das eine etwas höhere Zugfestigkeit besitzt, um den Preis eines etwas lockereren, weniger verschleißfesten „Körpers". Weiterhin kann das primäre Geflecht (d. h. die geflochtenen Garne) adäquat fest ausgebildet sein, um Litzen zu bilden, die für die beabsichtigte Verwendung ausreichend zusammenhängend sind, und dann kann das letzte Geflecht etwas lockerer ausgebildet sein, ohne die gesamte Brauchbarkeit des Seils zu beeinträchtigen.

Der Umfang des fertiggestellten Seils liegt bevorzugt zwischen ungefähr 127 mm (fünf Zoll) und größer, wobei ein Umfang von ungefähr 457–508 mm (18–20 Zoll) in einiger Hinsicht ein praktisches Maximum darstellt, das durch die Begrenzungen von existierenden Flechtausrüstungstypen gegeben ist. Unterhalb eines Umfangs von ungefähr 127 mm (5 Zoll) tendiert wiederum der Vorteil einer verbesserten Festigkeit dazu zu verschwinden aufgrund der inhärenten Steigerungen des Flechtpfadwinkels und der Verzwirnung des Geflechts.

Unter Verwendung von Pick-Multiplikator- und Drehungskoeffizientwerten innerhalb der oben angegebenen Bereiche erzeugt die vorliegende Erfindung ein Seil, das einen gesamten Verzwirnungsgrad aufweist, der ungefähr 10–15% geringer ist als derjenige, der erforderlich ist, wenn eine herkömmliche Konstruktion mit verzwirnten Litzen verwendet wird. Wenn mit UHMWPE und anderen hochfesten Fasermaterialien mit geringer Dehnung gearbeitet wird, hat sich herausgestellt, dass dieser geringere Grad an Verzwirnung zu einer Steigerung der gesamten Zugfestigkeit in der Größenordnung von 40–50% oder mehr gegenüber Seilen aus verzwirnten-geflochtenen Litzen führt, die dieselbe Größe und denselben Grad von Körper und Zusammenhalt aufweisen. Weiterhin wird die Steigerung der Festigkeit erreicht, ohne dass eine Wärmedehnung der Garne oder Litzen erforderlich wäre.

Z. B. wurde durch einen Test bei einem nicht erwärmten, gedehnten, primär und sekundär geflochtenen, aus Spectra^TM-UHMWPE-Faser konstruierten Seil aus 12 Litzen gemäß der Erfindung mit einem Drehungskoeffizient von 140, einem Pick-Multiplikator in dem primären Geflecht von 1,35 und einem Pick-Multiplikator in dem sekundären Geflecht von 2,7,1 eine Bruchfestigkeit von ungefähr 400 385 kg (883 000 Pfund) ermittelt. Bei einem Test an einem vergleichbaren, jedoch geringfügig größeren Seil aus Spectra^TM-UHMWPE, das eine herkömmliche Konstruktion mit verzwirnten Bündeln aufwies, wurde eine Bruchfestigkeit von ungefähr 281 131 kg (620 000 Pfund) ermittelt. Dies übersetzt sich in eine Festigkeitssteigerung von mehr als 42 % (tatsächlich näher bei 50%, wenn die Größendifferenz zwischen den Seilen berücksichtigt wird).

Es ist möglich, dass die oben beschriebene Konstruktion auch von einigem Vorteil ist bei Seilen, die aus Materialien mit geringerer Festigkeit und größerer Dehnung, wie etwa Nylon und Polyester, gebildet sind. Es versteht sich jedoch, dass das Grundproblem von ungleichmäßiger Faserbelastung und -bruch aufgrund übermäßiger Verzwirnung im Allgemeinen im Fall von Materialien mit großer Dehnung nicht existiert (weil diese sich ausdehnen, um die Belastung zwischen kürzeren und längeren Fasern vor einem Bruch auszugleichen) und somit der durch die vorliegende Erfindung bereitgestellte Festigkeitsanstieg sehr viel geringer ausgeprägt wäre, wenn mit derartigen Fasern gearbeitet würde.

Noch ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die geflochtene Struktur der Litzen 12 es erlaubt, dass diese auf individueller Basis „in-line" verspleißt werden mittels einer schnellen, effizienten und sehr starken Flechtseilverspleißung. So wie er in dieser Beschreibung und den angefügten Ansprüchen verwendet wird, umfasst der Ausdruck „Flechtseilverspleißung" alle diejenigen Verspleißungstypen, die dem Fachmann in der einschlägigen Technik zum Verbinden von zwei Segmenten eines geflochtenen Seils in mehr oder weniger einer Ende-an-Ende-Beziehung bekannt sind (im Gegensatz zu z. B. Augenverspleißungen). Z. B. zeigen die 6A– 6B ein erstes und ein zweites geflochtenes Garn 12, die mittels einer Chinesischer-Finger-Verspleißung 20 verbunden sind, die eine Form einer Verspleißung für ein geflochtenes Seil ist. Dieser besondere Verspleißungstyp wird gebildet durch Auseinanderspreizen des Geflechts unter Verwendung einer Faust (engl. fist) oder eines ähnlichen Werkzeugs, um Öffnungen 22a, 22b zu bilden, durch die die überlappenden Enden 24a, 24b der Elemente hindurchgeführt werden. Jedes Endstück wird über einen kurzen Abstand durch den Kern des anderen Elements und dann durch Ausgangsöffnungen 26, 26b gezogen, die ebenfalls durch Auseinanderspreizen des Geflechts gebildet sind. Die beiden Elemente 12a und 12b werden zusammengezogen, um die verwobenen mittleren Segmente 28a, 28 festzuziehen und dann „gemolken", um die abgeschnittenen Enden 24a, 24b wieder in den Kern zurückzuziehen, wodurch die Verspleißung vervollständigt wird, wie in 6B gezeigt. Diese Art von Verspleißung ist nicht nur schnell und einfach auszuführen, sie ist auch extrem stark und erfordert wenig Überlapp (z. B. 914–1220 mm (3–4 Fuß) zwischen den beiden Elementen und verschwendet daher wenig Material.

Die Fähigkeit, auf diese Weise die einzelnen Litzen zu verspleißen, ermöglicht es, die Flechteraustauschtechnik zu eliminieren, die zuvor bei der Herstellung eines geflochtenen Seils verwendet wurde. Bei der Verwendung von geflochtenen Litzen gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Flechtmaschine dann, wenn eine Spule im Begriff ist leerzulaufen, einfach kurzzeitig angehalten werden, das Ende der Litze auf der alten Spule kann mit einer neuen verspleißt werden (z. B. an dem bei 30 in 5 angedeuteten Punkt) und dann kann die neue Spule an ihrer Position angebracht werden und die Maschine erneut gestartet werden. Zusätzlich zur Eliminierung des schwachen und verschwenderischen herkömmlichen Flechteraustauschs ist die bei der vorliegenden Erfindung verwendete Litzenverspleißung sehr viel leichter und schneller auszuführen und vermeidet das Problem, zu versuchen die Spulen in die Mitte des Flechtmaschinentischs einzusetzen, wenn Litzen mit großem Durchmesser verwendet werden.

Weiterhin ermöglicht es die Fähigkeit, die einzelnen geflochtenen Garne zu verspleißen, Abschnitte, Ausfransungen und andere Schäden, die beim Betrieb auftreten, unter Verwendung von unmittelbar zur Verfügung stehenden Werkzeugen und Fertigkeiten zu reparieren. Die Fähigkeit, auf diese Weise mehrere Tausend Dollar teure Seile zu reparieren, die ansonsten weggeworfen werden müssten, stellt enorme Einsparungen für die Kunden dar.

Obwohl die Erfindung hierin unter Bezugnahme auf eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben worden ist, in der zwei Flechtschritte vorhanden sind, versteht es sich, dass in einigen Ausführungsformen zusätzliche Flechtschritte vorhanden sein können, abhängig von der letztendlichen Größe des Seils, der Art des verwendeten Materials und anderen Konstruktionsüberlegungen, z. B. können bei einigen Ausführungsformen die Garne mit kleinerem Durchmesser zusammengeflochten sein, um primäre Litzen zu bilden, die dann zu sekundären Litzen geflochten werden, bevor sie zusammengeflochten werden, um das Seil zu bilden.