PT Journal
AU Recknagel, T
   Schmidt, T
TI Kunststoffummantelte Drahtseile: experimentelle, numerische und analytische Untersuchungen zur Lebensdauer
SO Logistics Journal : Proceedings
PY 2021
VL 2021
IS 17
DI 10.2195/lj_Proc_recknagel_de_202112_01
DE Stahldrahtseil, Kunststoffummantelung, FEM, Lebensdauer, Dauerbiegeversuche, wire rope, plastic coating, FEM, lifetime, bending fatigue test
AB Kunststoffummantelte Drahtseile zeichnen sich in der Praxis durch eine deutlich höhere Lebensdauer als konventionelle Drahtseile aus. Die Kriterien zum Wechsel geschädigter konventioneller Drahtseile sind in Normen für die entsprechende Gestaltungsstruktur des Seiles und des Seiltriebs festgelegt – für ummantelte Seile gibt es keine Standards. Wie die Normen zur Bestimmung der Ablegereife besitzen auch rechnerische Methoden zur Abschätzung der Lebensdauer keine Ansätze für kunststoffummantelte Drahtseile. In diesem Beitrag werden die experimentellen, numerischen und analytischen Untersuchungen zum Schädigungsverhalten des Drahtseiles bei zusätzlicher Kunststoffummantelung für eine gängige Seilkonstruktion vorgestellt sowie deren Berücksichtigung in der analytischen Lebensdauerabschätzung. Experimentelle Dauerbiegeversuche dienten zur praktischen Ermittlung der Lebensdauer bei unterschiedlichen D/d-Verhältnissen und Lasten. Die Beanspruchungen der Seildrähte, insbesondere die Druckbeanspruchung beim Lauf über Seilscheiben, wurden mittels der Finite-Elemente-Methode (FEM) untersucht. Das Belastungsszenario eines laufenden Drahtseiles beim Rollübergang über eine Seilscheibe wurde unter Verwendung der experimentell genutzten Parameter simuliert. Der Betrachtungsschwerpunkt lag hierbei auf der Änderung der Verteilung der Druckspannung in den Außendrähten der Seilkonstruktion infolge der Ummantelung. Durch die Erkenntnisse zur Druckspannungsverteilung in ummantelten Seilen aus den FE-Simulationen sowie durch die Ergebnisse der Dauerbiegeversuche wurde die Reduzierung der Druckspannung rechnerisch in eine Abschätzungsmethode eingepflegt. Es wurden Dauerbiegeversuche mit drei Seilvarianten durchgeführt. Dabei wurde die Lebensdauer der konventionellen Drahtseile mit der Lebensdauer der kunststoffummantelten Seile verglichen, um den Einfluss der Ummantelung auf den Lebensdauerzugewinn durch erreichbare Biegewechsel experimentell zu bestimmen. Die numerischen Ergebnisse der Druckspannung konnten in den analytischen Ansatz der Lebensdauerabschätzung integriert werden und wurden durch die Versuchsdaten validiert. Im Beitrag wird gezeigt, dass eine zusätzliche Kunststoffummantelung des Drahtseiles einen erheblichen Lebensdauerzugewinn generiert. Im praktischen Einsatz kann so die Wirtschaftlichkeit von Anwendungen deutlich gesteigert werden.
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