Sachgerechter Umgang mit Drahtseilen

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Sachgerechter Umgang mit Drahtseilen

Scheiben mit weichem Rillenfutter? - Ja, aber ...

Gabor Oplatka

"Unerwartet" aufgetretene Seilrisse veranlassen uns, die Konstrukteure darauf aufmerksam zu machen, dass bei der Verwendung von Seilscheiben mit weichgefütterten Rillen Vorsicht geboten ist.

Drahtseile arbeiten im allgemeinen im Bereich der Zeitfestigkeit, d.h. infolge der wechselnden Beanspruchung entstehen Drahtbrüche und nach einer bestimmten Zahl von Einzeldrahtbrüchen wird der tragende Seilquerschnitt derart geschwächt, dass er der Zugbeanspruchung nicht mehr gewachsen ist. Es tritt ein Ermüdungsbruch, im Restquerschnitt als Gewaltbruch, auf.

Zahlreiche Untersuchungen, Publikationen und Erfahrungen aus der Praxis bestätigen, dass bei der Verwendung von Seilscheiben mit Rillen aus Gummi oder Kunststoff die Lebensdauer der Seile gegenüber den in Stahlrillen laufenden

'" Seilen steigt. Je nach Seilzugkraft, Durchmesser der Scheiben, Seilkonstruktion,

Schmierzustand, U.S.w. beträgt die Steigerung 20% bis 400%.

Die Drahtbrüche entstehen in der Regel an denjenigen Stellen, an welchen die Drähte des Seiles von aussen auf Pressung beansprucht werden. (Abb. 1)

Die meistgefährdete . Stelle liegt bei über Stahlscheiben laufenden Seilen an der KontaktsteIle Seil - Scheibenrille, also an der Oberfläche des Seiles. Folglich sind solche Drahtbrüche der visuellen Kontrolle gut zugänglich. (Abb. 2)

Die Lebensdauer verlängernde Wirkung der weichen Fütterung der Rillen entsteht durch die Reduzierung der Pressung zwischen Draht und Rille. Auch eine dem Seil nicht angepasste Rillenform wirkt sich deshalb auf die Lebensdauer des Seiles weniger nachteilig aus. Die für die Drähte bezüglich Pressung kritische Stelle verlagert sich aber ins Innere des Seiles, namentlich dorthin, wo sich die Drähte gegenseitig pressen. Es sind dies die Berührungsstellen der Litzen, die

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AuflagesteIlen der Litzen auf die Stahleinlage, aber auch Druckstelien innerhalb der Litzen. Die im Inneren des Seiles auftretenden Drahtbrüche sind aber durch eine visuelle Kontrolle nicht erfassbar und führen deshalb zu den "unerwarteten"

Seilrissen. (Abb. 3)

Die Lebensdauer verlängernde Wirkung der weichen Fütterung der Scheiben rillen auszunützen kann deshalb nur dann empfohlen werden, wenn

- entweder die inneren Drahtbrüche durch zerstörungsfreie Prüfung des Seiles überwacht werden

- oder wenn die Seile unabhängig von der Zahl der visuell feststeilbaren Drahtbrüche nach einer bestimmten Anzahl von Lastwechseln abgelegt werden.

Läuft ein Abschnitt des Seiles während eines Arbeitszyklus der Anlage über mehrere Scheiben, so kann die Lebensdauer verlängernde Wirkung der weichen Rillenfütterung ausgenützt werden, ohne dabei auf die die Ablegereife anzeigende Wirkung der Stahlrillen verzichten zu müssen. Dies kann erreicht werden, Indem man In der Anlage eine der Scheiben mit Stahlrilie belässt.

Diese Stahlscheibe ist so zu platzieren und zu bemessen, dass durch sie die ersten äusseren Drahtbrüche zu einem Zeitpunkt auftreten, wo die Sicherheit des Seiles durch Innere Drahtbrüche noch nicht gefährdet ist. (Abb. 4)

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass durch die Verwendung von Scheiben mit weich gefütterter Rille ein leiserer Lauf und eine längere Lebensdauer des Seiles resultieren. Jedoch verlagern sich die Drahtbrüche von der Oberfläche ins Innere des Seiles und entziehen sich somit der visuellen Beobachtung. Damit ist die nur auf einer visuellen Kontrolle basierende Sicherheit des Seiles nicht mehr gegeben.

Prof.Dr.Dr.h.c. G. Oplatka

Institut für Leichtbau und Seilbahntechnik ETH Zentrum LEO

8092 Zürich

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Abb. 1: In einem über Scheiben und Rollen laufenden Drahtseil entstehen die Drahtbrüche in der Regel

a.) an der Oberfläche des Seiles an den der Rille zugewandten Drähten (äussere Drahtbrüche)

L) im Inneren des Seiles an den Druckstellen zwischen den Litzen sowie zwischen Litze und Einlage (innere Drahtbrüche). '

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Abb, 2: Ist die Rille der Scheibe aus Stahl, so entstehen die Drahtbrüche zunächst an der Oberfläche des Seiles, hervorgerufen durch die Pressung zwischen Rillenwerkstoff und Draht. Solche Drahtbrüche sind durch eine visuelle Prüfung des Seiles leicht erkennbar.

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Abb. 3: Besteht die Rille der Scheibe aus einem weichen Material (Gummi oder Kunststoff), so entstehen die Drahtbrüche im Inneren des Seiles, hervorgerufen durch die Pressung Litze zu Litze und/oder Litze zu Einlage.

Solche innere Drahtbrüche sind bei verschmutztem Seil nicht und auch nach gründlicher Reinigung des Seiles nur zum kleinen Teil sichtbar, wenn überhaupt.

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Abb. 4: Schematische Darstellung der Entwicklung der Zahl der Drahtbrüche in Abhängigkeit von der Anzahl der Arbeitszyklen.

a.) An der Oberfläche des Seiles, wenn die Rillen aller Scheiben aus hartem Werkstoff bestehen.

1.) Im Inneren des Seiles. Die Entwicklung der inneren Drahtbrüche ist praktiSCh unabhängig vom Werkstoff der Rille.

w.) Läuft in der Anlage ein Abschnitt des Seiles über mehrere Scheiben mit weichem Rillenfutter, so kann durch die Verwendung einer Stahlscheibe erreicht werden, dass auch äussere Drahtbrüche (w) auftreten, bevor sich die Zahl der inneren Drahtbrüche (i) der kritischen Grenze (n_x)nähert.

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mazäsa eseten a paszmAknak az acelbelelen val6 felfek- v'si helyel, valaminI ha a paszmilkon belul a huulok nem parhuzamosan helye:zkednek el, a huzalok egymas köztl erintkezesi helyel a paszmilkon belOI. Ezek a kötel belsejeben fellep6 hu.altöresek vi;rualisan rend,zerint egyaltalän nem es meg a gondosan megtls>t{tott köte- lekben Is esak restben IsmerhetOk fell E2~rt elek vegsö fokon a .. viratlan" kötelszakadashoz vetetnek (Hbra).

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kötel kUlsö {elUieren fellepö elsö huzaltör6sek abban az idöpontban jelentkeuenek, amikor a körel biztonsaga a bclsö huzaltör6sek miatt m6g eppen nem veszeJyeztetett (4.abra).

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• vagy ha a köteleket a vizualisan megallapfthat6 .', val eibhetö, hO[!JI kiUs4 huza/I"rlsek (1'1) is fe/hip- huzaltöresek szamat61 fIlggetienUI tgy bizonyos '. nele,' mlelt5tt cl ·b.lso huzalttJresek szdma (I) egy !eriti- SMU munkaciklus ulAn leselejtezzük. ")"/i:us ha/4Ft (111) ·,/irn.. .:: ... . . AmeMyiben ~ kötelnek egy szakasza egy munkaclklu- .e'~ !::lf:~ [0:':'/::' :;~:~'I:::,' :'" .. '

son belUI több ttlrcsM fut ä~ 6gy a puha horonybelesnek V6gezetUi összefoglalva axt lehet elmondani, hogy a a köt~1 ~Iettartamat megnö~elö hat~t ki lehet hasz:iullni . hornyok puba belelese a kötelek elettanamat megnöveli anelkUI, hogy az acelhoro6ynak a kötel allapotlt 'Indi. ~ fut6 kötel zaj4t cSÖkkcnti. De a huzaltöresek ebben az kAI6 haw4r61 lemondllllAnk. Ez ugy erhel6 elf hCigy a esetben nem a kö~1 folUleren, hanem a kötel belseJ6ben leteslnnenyben legahlbb egy 8cClhomyil t4rcsat megha. 16pnek Cel

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Tel.: 2154713, 215-3421 .. 215·993~, Fax: 216-0688, 215·9934

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