Die vorliegende Erfindung betrifft Tragseile mit einer Vielzahl von Kardeelen, die bei ihrem Einsatz die Kraft durch Haftreibung übertragen, wie zum Beispiel Seile für Aufzüge.

Derzeit bestehen derartige Seile entweder aus einer Vielzahl von äusseren Kardeelen mit einer Seele aus Stahl oder aus einer Vielzahl von äusseren Kardeelen und einer Seele die nicht metallisch oder teilweise metallisch ist.

Die Seele hat für eine genaue Geometrie der Anordnung der sie umgebenden äußeren Kardeele zu sorgen, die von ihr gestützt werden und insbesondere für ein ausreichend großes Betriebsspiel zwischen ihnen zu sorgen, damit diese keinen zu engen Kontakt miteinander eingehen, wodurch Reibungen und Abnutzungen der aneinander reibenden Drähte hervorgerufen werden können mit dem Risiko des Blockierens, des Ausfransens, der Kontaktkorrosion und des Bruchs.

Im Fall von vollständig aus Metall bestehenden Seilen ermöglicht die aus Stahl bestehende Seele eine genaue Einhaltung der Geometrie, da die Segle kaum in Radialrichtung verformbar ist. Die längenbezogene Masse derartiger Seile ist jedoch erheblich. Da außerdem die äußeren Kardeele ebenfalls aus Stahl bestehen (und damit in Radialrichtung kaum verformbar sind), werden erhebliche Drücke von diesen äußeren Kardeelen auf die Seele ausgeübt, insbesondere dann, wenn das Seil über Rollen oder Trommeln läuft. Dies kann zu Abnutzung und Ausfransen zwischen den äußeren Kardeelen und der Seele führen. Auch der hohe Kontaktdruck der äußeren Kardeele auf die Rollen oder Trommeln kann zu ihrer Beschädigung führen.

Aus diesem Grund werden häufig für derartige Anwendungen, insbesondere wenn es sich dabei um Seile für Aufzüge handelt, Seile verwendet, deren äußere Kardeele aus Stahl bestehen, die jedoch eine Seele aus harten Naturfasern aufweisen, zum Beispiel aus Sisal.

Diese Kabel weisen eine längenbezogene Masse auf die kleiner ist als diejenige der vollständig aus Stahl bestehenden Seile, sowie zusätzlich die folgenden Vorteile:

• – die Seele aus Naturfasern enthält einen Vorrat an Schmiermittel, mit dem sie getränkt ist und der während des Zusammenpressens der Seele durch die äußeren Kardeele nach und nach austritt,
• – die von den äußeren Kardeelen auf die Seele ausgeübte Reibung ist gering, wodurch ein derartiges Seil eine hohe Biegsamkeit aufweist.

Für Aufzüge oder Fahrstühle werden die Tragseile üblicherweise derart eingesetzt, dass sie eine Antriebsrolle mehrfach umschlingen in Form von Seillagen oder parallel verlaufenden Trumen. Um die maximale Belastung gleichmäßig auf alle Trume zu verteilen ist es erforderlich, dass die Gesamtheit der Trume ein homogenes Verhalten während des Betriebes aufweist, insbesondere im Hinblick auf ihre Durchmesser und im engen Zusammenhang damit auf ihre permanente oder verbleibende Längung. Damit alle Trume die gleiche Zugkraft ausüben ist es unbedingt erforderlich, dass ihre Durchmesser nicht nur gleich groß sind sondern auch konstant bleiben. Ist dies nämlich nicht der Fall, so werden einige Trume mit einer Zugbelastung beaufschlagt, während andere entspannt sind, wodurch wiederum Schwingungen und differentielle Spielveränderungen (örtliche Spielverringerungen bei der Verschiebung eines Trumes relativ zu einem anderen) auftreten können, mit der Folge, dass eine Abnutzung des Seiles sowie eine Ausbildung von Nuten in der Antriebsrolle hervorgerufen wird.

In dieser Hinsicht weisen Seile mit einer Seele aus Sisal den Nachteil eines ungleichmäßigen Durchmessers der Seele auf sowie einer ungleichmäßigen Kompressibilität bei Beaufschlagung mit einer Zugkraft und bei den dazugehörigen abwechselnd auftretenden Zyklen von Belastung – Flexion, wodurch Variationen der Längung mit den dazu gehörigen oben erwähnten Nachteilen bewirkt werden.

Außerdem treten noch zunehmende Schwierigkeiten bei der Beschaffung von Sisalfasern auf, die von einer Pflanze stammen, deren Anbau immer weiter zurück geht.

Es wurde bereits versucht, Sisal durch aus Kunststoff bestehende Fasern zu ersetzen, jedoch wurde dabei festgestellt, dass einerseits derartige Fasern weniger wirksam sind als Sisal hinsichtlich ihrer Funktion als Vorratsammler für ein Schmiermittel und andererseits erhebliche geringere Reibwerte der Seele an den äußeren Kardeelen auftreten. Dieses führt dazu, dass die daraus gefertigten Seile einen geringeren Widerstand gegen Ermüdung aufweisen auf grund des Abriebs während des Betriebes der Seele durch die Kardeele mit zusätzlich hervorgerufener Abnutzung der Seele und damit Verringerung des Durchmessers des Seiles und auftretender permanenter Längung.

Aus der Veröffentlichung US 3 729 921 ist ein Seil bekannt geworden, das eine Vielzahl von äußeren Kardeelen aufweist, die jeweils aus um eine Seele aus einem synthetischem Material geschlagenen Metalldrähten bestehen und die um eine zentrale Seele verseilt sind, die selbst aus Kardeelen aufgebaut ist, die um einen mittigen Kern verseilt sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein neuartiges Tragseil vorzuschlagen, das insbesondere für den Einsatz in Aufzügen oder ähnlichen Hebeanlagen geeignet ist und das im Hinblick auf eine Überwindung der oben aufgezählten Nachteile eine geringere permanente Längung aufweist sowie eine quasi-ideale Verteilung der Kontaktdrücke, vor allem beim Umschlingen von Rollen oder Trommeln.

Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung ein Seil mit einer Vielzahl von äußeren Kardeelen, die metallische Drähte aufweisen, welche um einen Kern aus einem synthetischem Material verdrillt sind, wobei die Kardeele um eine zentrale Seele verseilt sind, die selbst aus Kardeelen besteht, die um einen zentralen Kern verseilt sind; es ist dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Kardeele mit der gleichen Steigung wie die Kardeele der Seele verseilt sind sowie parallel zu diesen verlaufen und dass die Seele vollständig aus Metall besteht.

Das erfindungsgemäße Seil weist eine sehr hohe geometrische Stabilität auf infolge der nur geringfügig komprimierbaren metallischen Seele und der daraus resultierenden permanenten Längung während des Einsatzes. Die längenbezogene Masse ist gleich oder zumindest fast gleich derjenigen eines äquivalenten Seiles mit äußeren Kardeelen aus Metall und einer Seele aus Naturfasern und damit kleiner als diejenige eines rein metallischen Seiles mit dem gleichen Durchmesser.

Außerdem gewährleistet das synthetische Material des Kerns der äußeren Kardeele dass diese sich während des Umschlingens der Rollen oder Trommeln verformen indem sie die Gestalt der Nut annehmen in der sie verlaufen. Dies führt zu einer quasi idealen Verteilung der Kontaktdrücke und damit zu einer erheblichen Verringerung der Drücke zwischen den äußeren Kardeelen und der Seele, was wiederum das Risiko von Ausfransungen verringert, da die Kardeele der Seele und die äußeren Kardeele mit einer analogen Steigung gewickelt sind. Eine große Verringerung des Drucks wird ebenfalls erzielt zwischen den äußeren Kardeelen und den Umschlingungsteilen, verbunden mit einer Verringerung des Risikos einer Beschädigung dieser Teile. Damit wird der Widerstand gegen Ermüdung des erfindungsgemäßen Seiles erheblich verbessert verglichen mit demjenigen eines Seiles mit einer Textilseele.

Schließlich kann auf Grund der Tatsache, dass die metallische Seele eine stabile Abmessung aufweist und demzufolge die aus den verschiedenen Metallschichten bestehenden äußeren Kardeele die Herstellungstoleranz des Durchmessers des Seiles erheblich verkleinert werden, das heißt auf -0, +3% des Nenndurchmessers gegenüber -0, +5 oder 6% für ein Seil mit Textilseele.

Weitere Merkmale und Vorteile gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Tragseiles hervor, das insbesondere für den Einsatz im Zusammenhang mit einem Aufzug geeignet ist oder aber für Anlagen mit einer Vielzahl von Seilen zur Kraftübertragung mittels Haftreibung.

Es wird nun Bezug genommen auf die beigefügte Zeichnung, in der ein Querschnitt dieses Seiles dargestellt ist.

Das mit 1 bezeichnete Seil weist mehrere äußere Kardeele 2 auf, wobei in diesem Ausführungsbeispiel acht Kardeele dargestellt sind, die eine Seele 3 umgeben. Die Seele 3 wiederum weist einen zentralen Kern 4 auf ( der in vorteilhafter Weise selbst aus einem Kardeel besteht ), sowie vier primäre Kardeele 5 und vier sekundäre Kardeele 6. Alle Kardeele der Seele bestehen aus Stahl und sind als Längsschlag ausgeführt.

Die äußeren Kardeele 2 sind als Kreuzschlag ausgeführt unter paralleler Anordnung mit der gleichen Steigung wie die Kardeele der Seele, die selbst wiederum dergestalt angeordnet sind, dass alle inneren Kontaktstellen zwischen den Schichten und zwischen den verschiedenen benachbarten Kardeelen linear sind, wodurch eine Verringerung der Kontaktdrücke erzielt wird und demzufolge auch eine Verringerung des Risikos von Ausfransungen.

Die äußeren Kardeele 2 bestehen aus einer äußeren Schicht 21 aus Stahldrähten, die um einen zentralen Träger 22 verseilt sind, der aus einem synthetischen Material besteht mit guten mechanischen Eigenschaften, wie beispielsweise Polyäthylen, Polypropylen, Polyamid oder ähnliche Stoffe, die in vorteilhafter Weise thermoplastische Eigenschaften aufweisen.

Die zentrale Halterung kann zusätzlich aromatische Fasern, Kohlenstofffasern oder Glasfasern oder andere Fasern mit hoher mechanischer Festigkeit enthalten, die von einer Hülle aus Polyäthylen, Polypropylen, Polyamid oder analogen Stoffen umgeben sind.

In vorteilhafter Weise werden die äußeren Kardeele 2 dadurch hergestellt, dass die Drähte 21 der Außenschicht auf einem Bund aus dem synthetischen Material angeordnet werden, das durch Wärmeinwirkung dergestalt erweicht worden ist, dass die Drähte in die Oberfläche des synthetischen Materials eindringen und dass zugleich letzteres sich zwischen den Drähten ausbreitet und dabei alle Zwischenräume ausfüllt.

Obwohl in dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel nur eine Lage an Drähten 21 dargestellt ist, sei betont, dass mehrere Lagen an Drähten zum Aufbau der äußeren Kardeele 2 verwendet werden können, zum Beispiel zwei Lagen, die wie oben ausgeführt worden ist, derart miteinander vereint werden, dass auch dabei das synthetische Material die Zwischenräume ausfüllt.

Die Herstellung der äußeren Kardeele kann insbesondere in ähnlicher Weise gemäss einem Verfahren erfolgen, wie es im einzelnen im Zusammenhang mit der Herstellung von Seilen mit einer nicht metallischen Seele in der Veröffentlichung FR-A-1 601 293 beschrieben ist, auf die an dieser Stelle ausdrücklich verwiesen wird.

Es sei betont, dass gemäss diesem Verfahren der Bund aus synthetischem Material, der die zentrale Halterung 22 bildet, vor der Anordnung der ihn umgebenden Drähte zumindest teilweise mit dem Innenprofil der Drahtlage zu versehen ist, die er nach der Verseilung aufnimmt, um so die Geometrie des Kardeels zu gewährleisten durch automatische Voranordnung der Drähte auf dem Bund.

Wie bereits weiter oben ausgeführt werden die äußeren Kardeele 2 mit der gleichen Steigung verseilt wie die Kardeele 5, 6 der Seele und damit parallel zu ihnen. Diese bevorzugte Anordnung weist noch den Vorteil auf, dass die Herstellung des Seiles mit einem einzigen Verseilungsschritt erfolgen kann, bei dem alle Kardeele, das heißt die Kardeele der Seele und die äußeren Kardeele, gleichzeitig in einem einzigen Verseilungsschritt gefertigt werden.

Das synthetische Material für die zentrale Halterung 22 der äußeren Kardeele 2 ermöglicht eine sehr gute Verteilung der Kontaktdrücke dieser Kardeele auf die Umschlingungsteile, wie zum Beispiel Rollen oder Trommeln, da das Material es den äußeren Kardeelen ermöglicht, sich elastisch entlang ihres Querschnitts zu verformen und sich damit in bestmöglicher Weise an das Profil der Nuten oder Stützflächen der Umschlingungsteile anzupassen.

Aus den gleichen Gründen ist die Verteilung der Kontaktdrücke der äußeren Kardeele auf die Kardeele der Seele erheblich verbessert verglichen mit Seilen, die äußere Kardeele aufweisen, die vollständig aus Metall bestehen sowie eine Seele aufweisen, die ebenfalls vollständig aus Metall besteht oder eine gemischte Zusammensetzung aufweist. Damit wird eine sehr geringe Abnutzung der metallischen Seele erzielt.

Neben den vorstehend aufgeführten Vorteilen, die sich auf die Einsatzbedingungen des Seiles beziehen, ermöglicht es die Erfindung ferner, dank des Einsatzes einer metallischen Seele, die Toleranz des Nenndurchmessers zu verkleinern, die halbiert werden kann, verglichen mit Seilen, die eine Textilseele aufweisen und für die vorgesehene Anwendung bestimmt sind.

Außerdem ermöglicht der Aufbau des Seiles nach der Erfindung infolge der Begrenzung seiner diametralen Abflachung während des Einsatzes eine erhebliche Verkleinerung der permanenten Längung während des Betriebes. Durchgeführte Versuche haben ergeben, dass die permanente Längung drei bis sechs mal kleiner ist als diejenige von herkömmlichen Seilen mit einer aus Sisalfasern bestehenden Seele.

Als Beispiel werden in der folgenden Tabelle Vergleichswerte für durchgeführte Versuche angegeben, einmal für ein herkömmliches Seil mit Textilseele und einmal für ein Seil nach der Erfindung.

Die Daten wurden erhalten vor, während und nach einem herkömmlichen Ermüdungsversuch mittels einer Rolle mit einem Durchmesser von 300 mm unter Verwendung von Seilen mit einem Nenndurchmesser von 13 mm:

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel des Seiles beschränkt, das nur der Erläuterung dient. Insbesondere kann sowohl die Zusammensetzung der Seele unterschiedlich von der oben beschriebenen Zusammensetzung sein als auch die Anzahl, die Ausbildung und die Relativanordnung der Kardeele der metallischen Seele ohne die durch die Verwendung der erfindungsgemäßen äußeren Kardeele erreichten Vorteile zu gefährden.

Die Anzahl der äußeren Kardeele kann auch modifiziert werden.