LIFTjournal 4/2020

In einer aktuellen Doktorarbeit am Institut für Maschinenwesen der TU Clausthal wurde ein neuer Ansatz entwickelt, wie man das Verhalten von Seilen auf mehrlagig bewickelten Seiltrommeln analysieren kann und wie sich die Systemkomponenten besser aufeinander abstimmen lassen. D as Ziel der Untersuchung war eine optima- le Abstimmung von Seil und Trommel als System, um einen sicheren Einsatz zu ge- währleisten. Die Parameter für eine Optimierung des Systems sind unter anderem Durchmesser und Verformungsverhalten des Seils und Rillen- und Bordscheibengeometrie der Trommel. Anlass der Untersuchung: Faserseile wer- den immer häufiger eingesetzt, trotzdem gibt es für sie weniger Forschungsergebnisse als für Drahtseile. Aber auch bei Drahtseilen gibt es bei Bessere Abstimmung von Seil und Trommel Better adjustment of rope and drum bestimmten Anwendungen – beispielsweise bei reduzierter Seilkraft in den unteren Lagen der Bewicklung – Optimierungsbedarf. Die Untersuchung des Wickelverhaltens der Seile auf der Trommel wurde mit Laser-Profil- Scannern durchgeführt. Dafür wurden diese in einer Ebene mit der Drehachse der Trommel über dieser angebracht (Abb. 1 und 2) [1] und [2]. Beim Aufwickeln des Seils werden zunächst Aufnahmen von der Trommeloberfläche gemacht. Bei der Bewicklung werden dann die Lagen nach- einander erfasst. Die Auswertung ordnet jeder Umwicklung im Sichtbereich der Scanner einen charakteristischen Punkt zu. In der Darstellung wird die x-Koordinate auf die Rillenbreite nor- miert. Dadurch liegt zwischen zwei Umwick- lungen idealerweise der Abstand 1 (Abb. 2). Der charakteristische Verlauf des Seils in der Mehrlagenwicklung ergibt sich durch das notwendige Hin- und Her-Wickeln zwischen den Bordscheiben. Wenn die ungeraden Lagen einer Abb. 1: Laser-Profil-Scanner über Seiltrommel zur Untersuchung des mehrlagigen Wickelpakets [2] Fig. 1: Laser profile scanner above rope drum to investigate the multi-layer winding pack [2] linksgängigen Helix folgen, verlaufen die gera- den mit einer rechtsgängigen Helix. Damit kann die Wickelhöhe des Seils ab der zweiten Lage nicht mehr konstant sein. Das Seil liegt im Parallelbereich im Tal der unteren Lage. Um jede halbe Trommelumdrehung in das näch- ste Tal zu gelangen, muss es über die darunter- liegende Umwicklung laufen. Dabei entsteht die größere Wickelhöhe im Kreuzungsbereich. Der Wickelverlauf ist in den Abb. 3 und 4 dar- gestellt. Auf der y-Koordinate 0 ist die Trommel zu sehen. Im Folgenden sind dann die Lagen eins bis fünf zu sehen. Punkte, die zu einer halben Umdrehung gehören, sind mit einem schwarzen Rechteck zusammengefasst. Abb. 3 zeigt einen nahezu idealtypischen Ver- lauf von einem Drahtseil auf einer passenden Trommel mit korrekten Anwendungsparametern wie Seilzugkraft, Ablenkwinkel, etc. Dieses ide- altypische Verhalten ist an den übereinander­ liegenden Parallelbereichen und an der mit zunehmender Lagenzahl steigenden Höhendif- ferenz zwischen den Parallel- und Kreuzungs­ bereichen in einer Lage zu erkennen. Foto: © Martin Schulze ANORDNUNG DER SCANNER SCANNER ARRANGEMENT LIFT journal  04. 2020 08