Forschungstransfer einer monolithischen Seilendverbindung für hochmodulare Faserseile
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Hochmodulare Faserseile werden in naher Zukunft in fördertechnischen Aufgaben eine immer wichtigere Rolle spielen und Drahtseile dahingehend ersetzen. Konventionelle Seilendverbindungen wie z.B. Spleiß, Seilklemmen oder Knoten können die Seilbruchkraft nicht vollständig übertragen. Aus diesem Grund wurde am IFT eine neuartige Seilendverbindung, genannt „HIKE-Seilendverbindung“, mit integrierter Sensorik für hochmodulare Faserseile erforscht und entwickelt. Diese zeichnet sich durch ein niedrigeres Gewicht, eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen schwellende Belastungen sowie durch die Übertragung hoher relativer Bruchkräfte aus. Ziel des Transferprojekts war es die Forschungsergebnisse der monolithischen Seilendverbindungserfindung für hochmodulare Faserseile in die Industrie zu transferieren. Anhand von Zug-, Zugschwell- und Dauerbiegeversuchen sollte untersucht werden ob die HIKE-Seilendverbindung im industriellen Einsatz ein betriebssicheres System gewährleisten kann. Das Transferprojekt wurde in drei Arbeitspakete gegliedert. Im ersten Arbeitspaket wurde das Anwendungsfeld der stehenden Seile betrachtet. Hierbei wurden zwei Ø 50 mm Kern-Mantelkonstruktionen aus Aramid entwickelt und zusammen mit der HIKE-Seilendverbindung geprüft. Bei den Zugversuchen konnten erfolgreich Bruchkräfte größer als 90 % der MBL der Seile erreicht werden. In den Zugschwellversuchen zeigten sich zunächst Probleme beim Erreichen der Mindestanforderungen, konnten jedoch durch die Optimierung des Fertigungsprozesses schlussendlich erreicht werden. Im zweiten Arbeitspaket wurden stehende Seilanwendungen betrachtet. Es wurden Dauerbiegeversuche an einem Ø 19 mm 12-Litzigen Einfachgeflecht aus Aramid durchgeführt. Bei den durchgeführten Biegeversuchen zeigten sich keine lebensdauerreduzierenden Effekte durch den Einsatz der HIKE-Seilendverbindung. Es konnte zudem gezeigt werden, dass die Seilendverbindung sehr nahe an eine Umlenkscheibe gefahren werden kann ohne dass dies zu einem vorzeitigen Versagen des Seils führt. Zur Skalierbarkeit der Seilendverbindung wurde ein Berechnungsverfahren entwickelt, welches eine optimale Geometrie, Abhängig vom Seilnenndurchmesser und der Bruchkraft des Seils, der Seilendverbindung berechnet. Zur Ermöglichung betriebssicherer Systeme wurde eine in die HIKE-Seilendverbindung integrierte Sensorik entwickelt. Die Sensorik wurde anhand von Zugschwellversuchen sowie Dauerbiegeversuchen aus AP 1 und AP 2 erfolgreich validiert. Mit Hilfe der Sensorik und den entwickelten Messprogrammen können kritische Zustände in den Seilsystemen überwacht und gemeldet werden. Diese Entwicklung bietet eine Grundlage für ein theoretisches Lebensdauermodell mit dessen Hilfe man die Ablegereife von Faserseilen frühzeitig ermitteln kann.
