Die Erfindung betrifft eine Hybridlitze mit einem Kern sowie mit um diesen Kern herum angeordneten, einander seitlich berührenden Außendrähten .

Weiters ist Gegenstand der Erfindung ein Seil mit mehreren sol ^¬ chen Hybridlitzen.

Überdies bezieht sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zur Herstellung derartiger Hybdridlitzen .

In der US 5,946,898 A ist ein Drahtseil mit einem unabhängigen Drahtseilkern bekannt. Beschrieben wird dabei auch ein Seilaufbau aus Hybridlitzen, die einen Faserkern und um diesen herum angeordnete Drähte aufweisen; dieses Seil wird als Kernseil im Inneren des insgesamt vorgesehenen Drahtseils eingesetzt. Ange ^¬ strebt wird bei diesem bekannten Seil die Vermeidung eines Ver- schiebens von Drähten oder Litzen innerhalb des Seilaufbaus, und es wird vorgeschlagen, das gesamte Seil zu verdichten und da ^¬ durch den Querschnitt des verdichteten Seils im Vergleich zum unverdichteten Seil zu verringern.

Die DE 1 920 744 betrifft ein Aluminium-Stahl-Freileitungsseil mit einem Aluminiummantel aus zumindest einer Lage kreissegment- förmiger Einzeldrähte, wobei die Aluminiumlage den Stahlkern ohne wesentlichen Zwischenraum umschließt und insbesondere mit dem Stahlkern durch eine hydraulische Presse verpresst ist. Die Druckschrift bezieht sich auf ein Seil, nicht jedoch auf eine Hybridlitze. Auf Grund der verwendeten Materialien weist das Seil zudem ein relativ hohes Gewicht auf.

Die US 3,142,145 offenbart eine Vorrichtung zum spiralförmigen Verseilen eines Kabelkerns mit Verstärkungsdrähten, welche einen nicht kreisförmigen Querschnitt, insbesondere einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen. Die Verstärkungsdrähte werden in die ^¬ ser vorgegebenen Form auf einer Spule bereitgestellt, um mit dem Kern verseilt zu werden. Auch diese Druckschrift bezieht sich nicht auf eine Hybridlitze sondern auf ein Kabel. Die DE 125643 betrifft ein Tragseil, für Drahtseilbahnen, dessen Kern durch eine Drahtschraube oder mehrere ineinander greifende Drahtschrauben mit gemeinsamer Längsachse gebildet ist, in wel ^¬ che Drahtschrauben ein Hanfseil eingelegt ist. Um den Kern aus Drahtschrauben und Hanfseil sind einzelne Formdrähte verseilt, welche im Querschnitt S-förmig ausgebildet sind. Auch diese Druckschrift ist nicht auf ein Hybridlitze gerichtet.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, Hybridlitzen mit vergleichsweise geringem Durchmesser bzw. mit vergleichsweise hoher Bruchkraft, in Relation zu einem vorgegebenen Durchmesser, vorzusehen, wobei die Hybridlitzen bzw. ein aus diesen Hybridlitzen hergestelltes Seil auch ein relativ geringes Gewicht haben kön ^¬ nen soll.

Die Erfindung sieht demgemäß eine Hybridlitze mit einem Kern so ^¬ wie mit um diesen Kern herum angeordneten, einander seitlich berührenden Außendrähten vor, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass zumindest ein Teil der Außendrähte verdichtet ist, wobei die verdichteten Außendrähte eine abgeflachte Querschnittsform aufweisen, die Außendrähte aus Stahl bestehen und der Kern ein Faserkern ist. Die vorliegende Hybridlitze kann dabei selbstver ^¬ ständlich mehrere Lagen von Außendrähten bzw. Drähten um den Kern herum aufweisen, wobei von Bedeutung vor allem die gegenseitige Berührung der äußeren Drähte, in der äußeren Lage, zumindest während der Herstellung, und deren Verdichtung bis hin zu einer Abflachung des Querschnitts ist.

Die Außendrähte können dabei eine annähernd trapezförmige bzw. kreissegmentförmige Querschnittsform aufweisen. Weiters ist es für die Stabilität und Kompaktheit günstig, wenn die Außendrähte einander an den Seiten flächig berühren. Alternativ kann in der Hybridlitze ein seitlicher abgeflachter Bereich eines ersten verdichteten Außendrahts einem seitlichen abgeflachten Bereich eines benachbarten verdichteten Außendrahts in einem, vorzugsweise abschnittsweise im Wesentlichen konstanten, Abstand gegenüber liegen. Zweckmäßig bestehen die Außendrähte aus Stahl; der Kern ist insbesondere ein Faserkern, also ein Kern aus Naturfa ^¬ sern oder Kunststofffasern, wobei Kunststofffasern wegen ihrer höheren Tragfähigkeit bevorzugt werden. Die Verdichtung der Außendrähte wird mithilfe eines an sich be ^¬ kannten Verdichtungswerkzeuges durchgeführt. Ein besonderes Merkmal ist, dass im vorliegenden Fall nicht ein aus einer Mehr ^¬ zahl von Hybridlitzen hergestelltes Seil mithilfe eines solchen Verdichtungswerkzeuges verdichtet wird, wie dies in der vorge ^¬ nannten US 5,946,898 A vorgeschlagen wird, sondern dass Bestandteile des Seils, nämlich die Hybridlitzen, vor der Herstellung des endgültigen Seils bereits verdichtet werden.

Zu erwähnen ist, dass Seile aus unverdichteten Hybridlitzen gegenüber verdichteten Vollstahlseilen eine vergleichsweise geringe Bruchkraft bei gleichem Durchmesser aufweisen. Um eine mit Vollstahlseilen vergleichbare Bruchkraft zu erzielen, muss ein unverdichtetes Hybridseil einen größeren Durchmesser aufweisen, wodurch ein höheres Gewicht bewirkt wird, abgesehen von den Mehrkosten eines solchen Seils.

Durch die hier vorgesehene Verdichtung der Hybridlitzen werden die Außendrähte kaltverformt , und der Querschnitt der Außendräh ^¬ te wird abgeflacht, wobei ausgehend von einem runden Querschnitt insbesondere ein annähernd trapezförmiger oder kreissegmentförmiger Querschnitt erhalten wird. Wesentlich ist dabei, dass durch den Verdichtungsvorgang die Hohlräume zwischen den Drähten minimiert werden, wobei der relative metallische Querschnitt und damit auch die Bruchkraft der Hybridlitze signifikant erhöht wird .

Mit den vorliegenden Hybridlitzen kann somit ein vergleichsweise leichtes verdichtetes Hybridseil erhalten werden, das bei glei ^¬ chem Seil-Nenndurchmesser im Vergleich zu einem verdichteten Stahlseil ein geringeres Gewicht pro Längeneinheit sowie eine höhere spezifische Festigkeit aufweisen kann.

Mit Vorteil kann das aus den vorliegenden Hybridlitzen hergestellte Seil ein drehungsfreies Seil sein, d.h. die Drehmomente der Hybridlitzen können sich bei entsprechender Anordnung innerhalb des Seils gegenseitig aufheben oder zumindest weitgehend kompensieren, anders als bei herkömmlichen Hybridseilen, bei denen ein Faserkern von Vollstahl-Drahtlitzen umgeben ist, wobei dann keine Drehungsfreiheit erzielt werden kann, da die Drehmo ^¬ mente der Fasern und der Stahldrähte zu unterschiedlich sind.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der Hybridlitzen werden Drähte bzw. Außendrähte um einen Kern, insbesondere um einen Faserkern, herum geschlagen und verdichtet, wobei die Außendrähte in noch unverdichtetem Zustand zumindest nahezu Kon ^¬ takt haben, während der Verdichtung einander in einem seitlichen Berührungsbereich, vorzugsweise flächig, berühren und wobei zumindest ein Teil der Außendrähte nach der Verdichtung eine im Berührungsbereich abgeflachte Querschnittsform aufweist.

Bei den verdichteten Drahtlitzen sollen etwaige innere Drähte die gleiche Querdrucksteifigkeit wie die Außendrähte, d.h. die Drähte der äußeren Drahtlage, aufweisen, und dadurch können die Drähte den zur Verformung der Außendrähte benötigten Gegendruck aufbauen. Ein Faserkern für sich könnte jedoch dem äußeren Druck eines Verdichtungswerkzeugs (z.B. Walzen, Ziehstein oder Hämmer) nicht Stand halten; der Faserkern gibt vielmehr nach. Dadurch können an sich die Außendrähte nicht ausreichend verformt wer ^¬ den. Nach einem „Verdichten", d.h. Passieren eines Verdichtungswerkzeugs, kann daher die Hybridlitze wieder zurück federn, d.h. wenn der Gegendruck nur durch den Faserkern aufgebaut wird, bewegen sich die Drähte nach dem Verdichten wieder radial auswärts, und es bleibt keine nennungswerte Verformung der Drähte zurück. Beim vorliegenden Verfahren gibt hingegen der Faserkern höchstens so weit nach, bis die Drähte, insbesondere Drähte ei ^¬ ner Außenlage im Fall von mehreren Lagen von Drähten, einander vollständig berühren. Dabei ist es günstig, wenn sich diese Au ^¬ ßendrähte während des Verdichtens in der Art eines Gewölbes ge ^¬ genseitig stützen. Durch diese gegenseitige Abstützung der Drähte in Folge der Gewölbebildung wirkt der gesamte Radialdruck beim Verdichten auf die äußere Drahtlage, und die gewünschte plastische Kaltverformung der Außendrähte kann erfolgen. Wenn die Drähte beim Verdichten vor der Gewölbebildung ein Stück weit gegen den Faserkern gedrückt wurden, können sie nach dem Verdichten um ein entsprechendes Maß zurück federn, sodass die verformten Drähte der verdichteten Hybridlitze geringfügig beab ^¬ standet sein können. Für die Erzielung dieser „Gewölbebildung" ist eine entsprechende Anzahl von Außendrähten, bei entsprechendem Drahtdurchmesser und entsprechendem Schlagwinkel der Seildrähte, vorzusehen, wie dies in der Praxis abhängig von den Gesamtdimensionen des herzustellenden Seils ohne Weiteres herausgefunden werden kann.

Beispielsweise hat sich die Kombination von elf Drähten mit ei ^¬ nem Durchmesser von 0,85mm und einem Schlagwinkel von 17° als günstig erwiesen, um eine verdichtete Hybridlitze mit einem Durchmesser von 3,8mm herzustellen. Die Anzahl der Außendrähte kann jedoch z.B. von 3 bis 20 betragen, wobei sich der Bereich von 8 bis 14 aufgrund der Gewichtsverteilung zwischen Faserkern und Außendrähten als besonders günstig erwiesen hat. Die Schlag ^¬ winkel können je nach Drahtanzahl von 5° bis 30° betragen, wobei sich der Bereich von 15° bis 25° als besonders günstig erwiesen hat. Je nach Wahl der Drahtdurchmesser entstehen dadurch Hybridlitzen mit unterschiedlichem Durchmesser. Das Ausmaß der Verdichtung wird durch entsprechende Dimensionierung des Ausgangs ^¬ und des Enddurchmessers bestimmt. Hier ist eine Durchmesserre ^¬ duktion der Litzen durch eine Verdichtung im Bereich von 2% bis 20% je nach Anzahl der Außendrähte möglich, wobei sich der Bereich von 4% bis 10% als günstig erwiesen hat.

Insgesamt können durch die vorliegende Technik, wobei Stahldräh te verwendet werden, Seile mit Hybridlitzen erhalten werden, di dann, wenn sie dieselbe Bruchkraft wie ein konventionelles

Stahlseil aufweisen, ein um ca. 30% niedrigeres Gewicht haben bzw. bei einem entsprechenden ungefähr gleichen Gewicht eine vergleichsweise wesentlich höhere Bruchkraft aufweisen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein soll, unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch weiter erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 schematisch in axonometrischer Darstellung einen Abschnitt einer Hybridlitze noch vor der Verdichtung der äußeren Drähte ;

Fig. 2 eine gleichartige axonometrische Darstellung dieser Hy- bridlitze nach der Verdichtung der Drähte der Außenlage;

Fig. 3 einen Querschnitt durch ein nicht drehungsfreies Hybrid ^¬ seil mit derartigen Hybridlitzen; und

Fig. 4 ein drehungsfreies Hybridseil unter Verwendung von derartigen Hybridlitzen.

In Fig. 1 ist schematisch ein Teil einer Hybridlitze 1 in schaubildlicher Ansicht gezeigt. Diese Hybridlitze 1 weist einen Fa ^¬ serkern 2 sowie um diesen Faserkern 2 herum geschlagene Stahldrähte 3 auf, wobei im Fig. 1 gezeigten Beispiel nur eine Lage von Drähten (Außendrähten) 3 gezeigt ist. Denkbar wäre es aber, hier (ebenso wie in den nachfolgenden Beispielen) zwei oder mehr Lagen von Drähten vorzusehen, mit einer äußeren Lage von Drähten 3, die bei der nachfolgenden Verdichtung kaltverformt werden.

Eine derartige Kaltverformung ist der Darstellung in Fig. 2 zu entnehmen, wobei ersichtlich ist, dass die Drähte 3' um den Faserkern 2 herum nunmehr, nach erfolgter Verdichtung, mit ihren Seiten flächig aneinander anliegen und einen ungefähr trapezförmigen Querschnitt aufweisen. Insgesamt hat das Hybridseil bzw. die Hybridlitze 1 nun einen im Vergleich zu Fig. 1 geringeren Querschnitt, mit einer Verdichtung der (äußeren) Drahtlage 4 mit den Drähten 3 ' .

In Fig. 3 ist ein Querschnitt durch ein Hybridseil 5 gezeigt, das in dieser Aus führungs form nicht drehungsfrei ist, und bei dem verdichtete Hybridlitzen 1 gemäß Fig. 2 verwendet wurden. Im Einzelnen ist eine Kern-Hybridlitze 6 vorgesehen, um die herum sechs Hybridlitzen einer inneren Litzenlage 7 angeordnet sind. Schließlich ist eine Außenlage 8 mit acht Hybridlitzen 1 (gemäß Fig. 1) vorgesehen, wobei eine Kunststoffzwischenlage 9 die äu ^¬ ßeren Hybridlitzen 1 dieser Außenlage 8 stützt, wie dies an sich bekannt ist.

Zu Vergleichszwecken ist in Fig. 4 ein Querschnitt durch ein drehungsfreies Hybridseil 10 gezeigt, wobei vergleichbare Hy ^¬ bridlitzen 1, s. Fig. 2, einerseits für den Kern 11 des Seils 10 und andererseits für den Aufbau von insgesamt drei Litzenlagen 12, 13 und 14 verwendet werden. Die Hybridlitzen (1 in Fig. 2) haben dabei auch zur Erzielung eines kompakten Aufbaus unterschiedliche Durchmesser.

Das Hybridseil 10 gemäß Fig. 4 ist drehungsfrei, wobei keine Kunststoffzwischenlage oder Stützkörper, wie noch beim Seil 5 gemäß Fig. 3 gezeigt, eingesetzt sind.

Die Querschnitte gemäß Fig. 3 und Fig. 4 sind Beispiele für mög ^¬ liche Seilaufbauten, wobei selbstverständlich auch verschiedenste andere Seilaufbaumöglichkeiten gegeben sind.

Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, werden durch die Verdichtung der Hybridlitze 1 bzw. die Kaltverformung der Außendrähte 3' kompaktere Querschnitte erzielt, wobei sich der Ge ^¬ samtquerschnitt der Hybridlitze 1 verkleinert, und wobei sich die Querschnitte der Drähte 3 von einer runden Querschnittsform zu einer annähernd trapezförmigen oder kreissegmentförmigen Form (Drähte 3') ändern. Die Hohlräume zwischen den Drähten 3 bzw. 3' werden durch den Verdichtungsvorgang verkleinert, wobei der relative metallische Querschnitt und damit auch die Bruchkraft der Hybridlitze 1 wesentlich erhöht wird. Insgesamt werden auf diese Weise Seile 5 bzw. 10 ermöglicht, die bei einer gleichen Bruch ^¬ kraft wie ein konventionelles Stahlseil ein um ca. 30% niedrige ^¬ res Gewicht aufweisen können, oder umgekehrt bei gleichem Gewicht eine wesentlich höhere Bruchkraft besitzen können.

In der nachfolgenden Tabelle 1 werden Werte für ein herkömmliches verdichtetes Stahlseil und ein verdichtetes Hybridseil, etwa gemäß Fig. 3, einander gegenüber gestellt.

Tabelle 1:

Das verdichtete Hybridseil hat im Vergleich zu einem verdichte ^¬ ten Vollstahlseil eine um 40% höhere spezifische Festigkeit. Eine Gegenüberstellung eines verdichten und eines unverdichteten Hybridseiles (bei gleicher Bruchkraft) ergibt - gemäß Tabelle 2 - folgende Seil-Nenndurchmesser.

Tabelle 2:

Der Vollständigkeit halber sei noch angeführt, dass unter „spe ^¬ zifischer Bruchkraft" das Verhältnis der allgemeinen Bruchkraft zum Längengewicht eines Seils verstanden wird.