Seil

Hintergrund

Ein Seil ist ein Bündel flexibler Fasern, die zusammengedreht oder geflochten sind, um seine Gesamtlänge und Zugfestigkeit zu erhöhen. Die Verwendung von Seilen zum Jagen, Tragen, Heben und Klettern reicht bis in prähistorische Zeiten zurück. Seile wurden ursprünglich von Hand aus Naturfasern hergestellt. Moderne Seile werden maschinell hergestellt und verwenden viele neuere synthetische Materialien, um ihnen eine verbesserte Festigkeit, ein geringeres Gewicht und eine bessere Fäulnisbeständigkeit zu verleihen. Mehr als die Hälfte der heute hergestellten Seile wird in der Fischerei- und Schifffahrtsindustrie verwendet.

Obwohl der Ursprung des Seils unbekannt ist, waren die Ägypter die ersten, die spezielle Werkzeuge zur Herstellung von Seilen entwickelten. Ägyptische Seile gehen auf 4000 bis 3500 v. Chr. zurück. und bestand im Allgemeinen aus Wasserrohrfasern. Andere ägyptische Seile wurden aus den Fasern von Dattelpalmen, Flachs, Gras, Papyrus, Leder oder Kamelhaar hergestellt. Die Verwendung solcher Seile, die von Tausenden von Sklaven gezogen wurden, ermöglichte es den Ägyptern, die schweren Steine ​​​​zu bewegen, die zum Bau der Pyramiden erforderlich waren. Um etwa 2800 v. Chr. , war in China ein Seil aus Hanffasern im Einsatz. Seile und das Handwerk der Seilherstellung verbreiteten sich in den nächsten Jahrtausenden in ganz Asien, Indien und Europa. Im vierten Jahrhundert hatte sich die Seilherstellung in Indien so spezialisiert, dass einige Hersteller Seile herstellten, die nur für Elefanten bestimmt waren. Leonardo da Vinci (1452-1519) zeichnete Skizzen eines Konzepts für eine Seilmaschine, und Ende des 18. Jahrhunderts wurden mehrere Arbeitsmaschinen gebaut und patentiert. Seile wurden bis in die 1950er Jahre weiterhin aus Naturfasern hergestellt, als synthetische Materialien wie Nylon populär wurden. Trotz der Veränderungen in Material und Technologie hat sich die Seilherstellung heute seit der Zeit der alten Ägypter kaum verändert.

Seil wird manchmal allgemein als Tauwerk bezeichnet und kann basierend auf seinem Durchmesser in vier Kategorien eingeteilt werden. Tauwerk mit einem Durchmesser von weniger als 0,5 cm umfasst Bindfaden, Wäscheleine, Schärpe und eine mit Teer bedeckte Hanfschnur namens Marline. Diese gelten nicht als echte Seile. Tauwerk mit einem Durchmesser von 0,5-1,3 cm ist ein leichtes Seil und wird manchmal als "kleines Zeug" bezeichnet. Tauwerk mit einem Durchmesser von 1,3 bis 3,8 cm gilt als echtes Seil. Tauwerk mit einem Durchmesser von etwa 1,5 Zoll (3,8 cm) wird im Allgemeinen als Trosse bezeichnet und zum Festmachen großer Schiffe verwendet.

Bei der Seilkonstruktion werden Fasern miteinander verdreht, um Garn zu bilden. Bei verdrillten Seilen wird das Garn dann zu Strängen verdrillt und die Stränge zu Seilen verdrillt. Dreisträngiges gedrehtes Seil ist die gebräuchlichste Konstruktion. Bei geflochtenen Seilen wird das Garn geflochten und nicht zu Strängen verdrillt. Doppelt geflochtenes Seil hat einen geflochtenen Kern mit einer geflochtenen Hülle. Geflochtenes Seil wird durch Flechten von verdrillten Strängen hergestellt. Andere Seilkonstruktionen umfassen Kombinationen dieser drei Techniken, wie beispielsweise einen dreisträngigen verdrillten Kern mit einer geflochtenen Ummantelung. Das Konzept, Fasern oder Filamente zu Garnen und Garne zu Strängen oder Geflechten zu formen, ist grundlegend für den Seilherstellungsprozess.

Rohstoffe

Seile können entweder aus Naturfasern hergestellt werden, die so verarbeitet wurden, dass sie leicht zu Garnen verarbeitet werden können, oder aus synthetischen Materialien, die zu Fasern versponnen oder zu langen Filamenten extrudiert wurden.

Zu den Naturfasern zählen Hanf, Sisal, Baumwolle, Flachs und Jute. Ein weiteres natürliches Material heißt Manilahanf, aber es sind eigentlich die Fasern einer Bananenpflanze. Sisal wurde in großem Umfang zur Herstellung von Garn verwendet, aber synthetische Materialien ersetzen es. Manila-Seil wird noch immer von Traditionalisten verwendet, aber es kann von innen verrotten und dadurch seine Festigkeit verlieren, ohne dass es äußerlich erkennbar ist.

Synthetische Fasern umfassen Nylon, Polyester, Polypropylen und Aramid. Polypropylen kostet am wenigsten, schwimmt auf Wasser und dehnt sich nicht merklich. Aus diesen Gründen ist es ein gutes Wasserski-Schleppseil. Nylon ist mäßig teuer, ziemlich stark und hat ziemlich viel Dehnung. Es ist eine gute Festmacher- und Andockleine für Boote, da es leicht nachgibt, aber dennoch Halt gibt. Aramid ist das stärkste, aber auch sehr teuer. Nylon und Polyester können zu Fasern mit einer Länge von etwa 4-10 Zoll (10-25 cm) gesponnen werden. Seile aus gesponnenen synthetischen Fasern fühlen sich unscharf an und sind nicht so stark wie Seile aus langen Endlosfilamenten. Einige Seile verwenden zwei verschiedene synthetische Materialien, um eine Kombination aus hoher Festigkeit und geringen Kosten oder hoher Festigkeit und glatter Oberfläche zu erzielen.

Drahtseile können aus Eisen- oder Stahldrähten hergestellt werden. Dies wird allgemein als Kabel bezeichnet und wird in Brücken, Aufzügen, verwendet und Kräne. Es wird nach einem anderen Verfahren hergestellt als Faser- oder Filamentseile.

Der Herstellungsprozess
Prozess

Fasern und Filamente werden zuerst zu Garn geformt. Das Garn wird dann je nach Art des hergestellten Seils gedreht, geflochten oder geflochten. Der Durchmesser des Seils wird durch den Durchmesser des Garns bestimmt, die Zahl der Garne pro Strang und die Anzahl der Stränge oder Zöpfe im fertigen Seil.

Verarbeitung der Fasern und Filamente

• 1 Soll das Seil aus rohen Naturfasern hergestellt werden, werden die Fasern zunächst mit einem Naturöl geschmiert. Anschließend werden sie einer Reihe von Maschinen zugeführt, die den Schmutz entfernen, die Fasern begradigen, verteilen und mit mehreren Stahlzahnkämmen kämmen. Bei jedem Kammsatz werden die Zähne enger zusammengerückt, während die Fasern den Prozess durchlaufen. Dies erzeugt ein loses, kontinuierliches Faserband, das als Faserband bezeichnet wird. Die Fasern im Faserband wurden entlang der Längsachse des Bandes ausgerichtet. Synthetische Fasern folgen einem ähnlichen Prozess, neigen jedoch dazu, sich leichter auszurichten.

  Soll das Seil aus langen Kunststofffäden hergestellt werden, werden mehrere Fäden in einem sogenannten Verdoppeln oder Werfen zusammengefaßt. Dies erzeugt ein Faserband aus mehreren Filamentlagen.

• 2 Das Faserband wird durch die Walzen einer Streckmaschine geführt, um es zu komprimieren, bevor es zu Garn verzwirnt wird. Garn, das vom Ende aus gesehen eine Rechtsdrehung (nach rechts und oben) hat, wird als "Z"-Drehung bezeichnet, und Garn, die eine Linksdrehung (nach links und oben) hat, wird als . bezeichnet eine "S"-Drehung. Manchmal wird dies als rechtsgängiges Garn und als linksgängiges Garn bezeichnet. Das fertige Garn wird auf Spulen gewickelt, die Bobinen genannt werden. An diesem Punkt kann das Garn mit verschiedenen Farben gefärbt werden, um einen Strang oder ein ganzes Seil mit einer bestimmten Farbe zu erzeugen. Dies ist besonders hilfreich, um eine bestimmte Linie in einem Labyrinth von Takelagen auf einem Segelboot zu finden.

Verdrilltes Seil formen

• 3 Die Garnspulen werden auf einen Rahmen gesetzt, der als Gatter bekannt ist. Für dreisträngige, rechtsdrehende Seile würden Z-Drehgarne verwendet, um jeden Strang herzustellen. Die Enden der Garne werden durch ein Loch in einer Registerplatte geführt, die die Garne in der richtigen Beziehung zueinander hält. Die Fadenenden werden dann einem Kompressionsrohr zugeführt. Wenn das Garn durch das Kompressionsrohr gezogen wird, verdreht es das Rohr in S-Drehrichtung, entgegengesetzt zur Garndrehung, um einen dichten Strang zu erzeugen.
• 4 Die Stränge werden entweder auf Strangspulen übergeben oder direkt der Verschließmaschine zugeführt. Für gewöhnliche dreilitzige Seile würden drei S-Twist-Litzen verwendet werden. Die Verschließmaschine hält die Stränge mit einer schlauchartigen Klammer, dem sogenannten Legetop, fest. Das Ende jedes Strangs wird dann durch eine rotierende Matrize geführt, die die Stränge in Z-Drehrichtung verdreht und sie miteinander verriegelt. Dieser Vorgang wird als Schließen des Seils bezeichnet.
• 5 Das fertige Seil wird auf eine Haspel aufgewickelt. Wenn das Ende der Litzen erreicht ist, wird die fertige Seilrolle von der Spule genommen und mit Bändern aus kleineren Seilen zusammengebunden. Die Enden werden entweder verklebt oder, wenn es sich um ein synthetisches Seil handelt, mit Hitze geschmolzen, um ein Auflösen zu verhindern.

Geflochtenes Seil formen

• 6 Geflochtene Seile werden üblicherweise aus synthetischen Materialien hergestellt. Die Garnspulen werden auf einer Flechtmaschine auf mehreren beweglichen Anhängern aufgestellt. Jeder Anhänger bewegt sich in einem oszillierenden Muster und verwebt das Garn zu einem engen Zopf. Ein Satz Rollen zieht das Geflecht durch eine Führung, um das Geflecht zu arretieren oder einzustellen und die Spannung am Seil zu halten. Bei einigen Maschinen wird der Flechtprozess durch Zuführen der Garne durch separate gegenläufige Registerplatten erreicht. Ein Garn wird in eine Richtung gewebt, gefolgt von einem anderen in die entgegengesetzte Richtung usw., um ein ineinandergreifendes Geflecht zu bilden.
• 7 Wenn ein doppelt geflochtenes Seil entsteht, wird das erste Geflecht zum Kern, und das zweite Geflecht wird sofort darüber gewebt, um die äußere Hülle, den sogenannten Mantel, zu bilden.
• 8 Wenn das Seil aus den Rollen austritt, wird es auf eine Haspel aufgenommen. Die fertige Spule wird dann entfernt und mit Bändern versehen, und die Enden werden mit Klebeband oder Schmelzen versehen.

plattiertes Seil formen

• 9 Achtfach geflochtenes Seil besteht aus vier S-Twist-Litzen und vier Z-Twist-Litzen. Die Stränge werden mit einer S- und einer Z-Drehung in jedem Paar zusammengepaart. Diese Paare werden dann zusammengehalten und mit den anderen Paaren geflochten. Der Herstellungsprozess folgt zunächst dem gedrehten Seilprozess, um die Litzen herzustellen, dann dem geflochtenen Seilprozess, um das endgültige Seil zu bilden.

Qualitätskontrolle

Der Grad der Qualitätskontrolle hängt von der beabsichtigten Verwendung des Seils ab. Seile für allgemeine Zwecke werden nach Durchmesser und Zugfestigkeit verkauft. Die Zugfestigkeit wird bestimmt, indem ein Probestück unter Belastung gebrochen wird. Bei diesen Seilen werden als einzige Qualitätskontrollmaßnahmen eine grundlegende Rohstoffspezifikation und eine visuelle Kontrolle verwendet. Seile für risikoreiche Anwendungen – wie Abseilen, Rettungsarbeiten und das Heben von Gegenständen über Personen – werden genauer untersucht und getestet. Diese Seile haben eine begrenzte Lebensdauer und können auch einen Farbcode oder eine andere Codierung aufweisen, um das Herstellungsdatum anzuzeigen. Einige Seile enthalten eine Art von Verschleißspuren, die in das Seil eingearbeitet sind. Diese Tracer sind normalerweise ein einzelnes Garn in Kontrastfarbe, das direkt unter der äußeren Garnwicklung platziert wird. Sollte es zu Abrieb oder Überdehnung des Seils kommen, würde dieses Filament freigelegt, was auf einen unsicheren Zustand hinweist und einen Austausch des Seils erforderlich macht.

Die Zukunft

Die Zukunft der Seilherstellung ist direkt mit Verbesserungen bei den Materialien verbunden. Im Laufe der Jahre wurde fast jede erdenkliche Art von Seilkonfiguration versucht. In der Vergangenheit haben es Seilhersteller durch neue Materialien ermöglicht, den Seildurchmesser unter Beibehaltung der Zugfestigkeit zu reduzieren und die Witterungs- und Abriebfestigkeit zu verbessern. Es wird erwartet, dass eine neue Generation von sehr starken, sehr leichten Fasern und Umformtechniken noch weitere Verbesserungen bei Seilen hervorbringen wird.