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Schmier- und Aufzugsseile: Mythen, Halbwahrheiten und Misstrauen

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Abbildung 4: Wenn sich Seile trocken anfühlen, schmieren Sie sie sofort. Einmal pro Jahr oder alle 250,000 Zyklen (Starts/Trips) schmieren.

Eine Untersuchung einer Schlüsselkomponente für die Seillebensdauer und Seilleistung

von Martin Rhiner und Heinz Studiger

Es gibt ein altes Sprichwort, das wiederholt werden sollte, wenn es um die Schmierung von Aufzugsseilen geht: „Es ist nicht das, was Sie nicht wissen, was Sie in Schwierigkeiten bringt. Es ist das, was Sie sicher wissen, dass es einfach nicht so ist.“ Das gilt für Profis rund um das Thema Seilschmierung doppelt. Im Laufe der Jahre hat es den Anschein, dass eine große Menge falscher (und in einigen Fällen einfach unwahrer) Informationen verbreitet und für bare Münze genommen wurde. Warum sollten sich Profis Sorgen machen? Denn diese „Mythen“ können zu stark verkürzter Hubseillebensdauer und verminderter Systemleistung führen.

Lernziele

Nachdem Sie diesen Artikel gelesen haben, sollten Sie Folgendes gelernt haben:
♦ Die vielen kritischen Faktoren, die die Seilschmierung beeinflussen können
♦ Die grundlegende Rolle eines Schmiermittels in der Funktion eines Hubseils
♦ Wie sich der Seilkerntyp auf die für seine Konstruktion erforderliche Schmiermittelmenge auswirkt
♦ Was sind die wesentlichen Eigenschaften eines werkseitig aufgetragenen Schmierstoffs
♦ Warum eine regelmäßige Schmierung nach dem Einbau notwendig ist
♦ Die Eigenschaften eines guten Feldschmierstoffs
♦ So bestimmen Sie den richtigen Zeitpunkt zum Schmieren eines Hubseils
♦ Wie oft muss ein Hubseil geschmiert werden
♦ Warum schmierende Hubseile Teil eines regelmäßigen Wartungsprogramms sein müssen

Mythen

Hier sind nur einige der vielen seltsamen Ideen, die Ihre Autoren und andere bei Brugg Lifting auf diesem Gebiet hören, die ein mangelndes Bewusstsein dafür zu verbergen scheinen, wie wichtig ein gutes Schmiermittel und eine gute Schmiertechnik für die Lebensdauer von Seilen sind. Wir werden eine Reihe dieser Punkte untersuchen, von denen jeder offenkundig unwahr ist:

  • Neue Seile sind lebensdauergeschmiert und müssen nach der Installation nicht nachgeschmiert werden.
  • Die Feldschmierung kann die Wirkung von Rouge umkehren und die Seile in einen erstklassigen Zustand zurückversetzen.
  • Zum Nachschmieren von Seilen kann jedes Schmiermittel oder Öl verwendet werden.
  • Überschmierung ist besser als keine Schmierung.
  • Schmiermittel hat keinen Einfluss auf die Seiltraktion.
  • Wasserschäden haben nach dem Trocknen keine Auswirkungen auf Seile.
  • Seile müssen nicht gereinigt werden.
  • Die Schachtumgebung hat keinen Einfluss auf den Seilzustand oder die Seillebensdauer.

Manche meinen, Seilschmierung sei ein Thema, das sich am besten mit den einfachen Worten beantworten lässt: „Einfach mehr Schmiermittel auftragen.“ Dies ist eine grobe Vereinfachung. Bei jeder Installation gibt es mehrere kritische Faktoren, die in Bezug auf die Schmierung berücksichtigt werden müssen. Da es keine wirklich gängige oder standardmäßige Aufzugsinstallation gibt, muss jeder Punkt einzeln betrachtet werden:

  • Die Art der Aufzugsanlage
  • Seilauswahl und Seiltyp
  • Nutprofil, Nutdruck und Scheibenmaterial
  • Seilgeschwindigkeit
  • Wie gut Seilspannungen ausgeglichen werden
  • Anzahl der Fahrten pro Jahr (Nutzung)
  • Gründliche Seilwartung, einschließlich Nachschmierung, Spannungsausgleich, Reinigung und Inspektion
  • Variable Umgebungsänderungen wie Temperatur, Feuchtigkeit, Staub usw.

Die Rolle eines Schmiermittels

Aufzugseile sind speziell für eine relativ lange Lebensdauer ausgelegt und gebaut. Eine Schlüsselkomponente für die Langlebigkeit des Seils (neben den Drähten selbst) ist jedoch das Seilschmiermittel. Außerdem verfügen Hubseile in der Regel über ein Schmiermittel, das speziell entwickelt wurde, um seine chemischen und physikalischen Eigenschaften über einen langen Zeitraum zu erhalten, ohne die Traktion zu beeinträchtigen.

Während der gesamten Lebensdauer eines Seils kommt es mit einer Vielzahl anderer Komponenten in Kontakt, einschließlich Drähten innerhalb des Seils, seinem Kern, angrenzenden Litzen, der Riemenscheibennut selbst und Umlenkrollen. Damit diese Elemente reibungslos und effizient funktionieren, muss jedes eine dünne Schmierfilmschicht aufweisen, um die Auswirkungen des Verschleißes zu verringern. Im Wesentlichen dient die Schmierung dazu, die innere Reibung zu reduzieren und das Seil flexibel zu halten. Eine weitere (häufig übersehene) wichtige Aufgabe von Schmierstoffen ist jedoch die Fähigkeit, Korrosion aufgrund von Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit zu verhindern.

In seiner derzeitigen Formulierung ist Schmiermittel eine Art Kompromissprodukt, das versuchen muss, zwei sich gegenseitig ausschließende Ziele zu erreichen – alle Teile und Komponenten im und um das Seil herum zu schmieren, ohne die Traktion zu beeinträchtigen. Dies bedeutet, dass ein Seilschmiermittel leicht in die Zwischenräume eines Seils eindringen kann, aber stabil genug sein muss, um physikalisch zu vermeiden, dass es von der Seiloberfläche abgewaschen wird oder durch Verdunstung beeinträchtigt wird. Ein Schmiermittel muss auch ausreichend haftfähig sein, um eine äußere Barriere zu bilden, jedoch bedeutet dies, dass das Schmiermittel, wenn es zu weit getragen wird, als Eindringmittel weniger wirksam ist.

Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass die Einhaltung der Feststoffschmierungsrichtlinien entscheidend ist, um eine Spitzenleistung des Systems zu erzielen und die Gesundheit des Hubseils zu erhalten. Das einfache Ignorieren von Schmierungsproblemen lässt ein Problem nicht verschwinden. In der Tat bedeutet dies, dass jedes Problem noch ausgeprägter wird und erneut auftritt, auch wenn später ein komplett neuer Satz Hubseile installiert wird.

Schmierung während der Herstellung

Alle Seile bestehen aus einzelnen Stahldrähten, die zu Litzen werden und so geschmiert sind, dass sie etwa 1 Gewichtsprozent Schmiermittel enthalten (Abbildung 1). Diese geschmierten Elemente dienen als Basiskomponente für alle Hubseile, egal ob in unabhängiger Drahtseileinlage (IWRC), Misch- oder Naturfasereinlage (NFC).

NFC-Seile sind ein traditionelles Standbein der Industrie und bestehen aus Sisalfasern, die in Schmiermittelfässer getränkt sind und streng und umweltkontrolliert trocknen dürfen, bevor sie zu einem fertigen Kern gewickelt werden. Das Schmiermittel macht typischerweise 10-15% des Gesamtgewichts eines NFC-Kerns aus. IWRC- und gemischtkernige Seile (mit Polypropylenfasern) verfügen über ein fortschrittlicheres Kerndesign und verwenden Materialien, die das Schmiermittel selbst nicht absorbieren. Dadurch besitzen diese Seilkonstruktionen insgesamt weniger Schmierung im Vergleich zu NFC-Seilen, sind aber physikalisch deutlich robuster und widerstandsfähiger gegen Feuchtigkeit und Rillendruck als NFC-Typen.

Brugg verwendet seit vielen Jahren einen Haushaltsschmierstoff von Fuchs Lubricants USA, dem weltweit größten unabhängigen Hersteller von Spezialschmierstoffen mit Produktionsstätten in über 40 Ländern. Wir haben festgestellt, dass die Formulierung des Unternehmens eine solide Kombination von Vorteilen bietet, die eine Vielzahl von Anforderungen erfüllt, die für jedes Schmiermittel erforderlich sind, das bei der Konstruktion eines Aufzugseils verwendet wird. Ein guter werkseitig aufgetragener Schmierstoff muss folgende Anforderungen erfüllen:

  • Ausreichend hoher Tropfenschmelzpunkt, um im Gebrauch nicht zu schmelzen oder abzusacken.
  • Gute Grenzschmiereigenschaften, die ein reibenfreies Aneinanderreiben von Metalloberflächen ermöglichen.
  • Hohe Filmfestigkeit durch Wachs/Polymer-Kombination und hoher Grundöl-Viskositätsindex (Vier-Kugel-Verschleißmaßnahmen) ermöglichen das Aneinanderreiben von Metallen und verhindern gleichzeitig übermäßige Reibung und Metallkratzer.
  • Fügen Sie sowohl Verschleißschutz- als auch Korrosionsschutzadditive hinzu, um die physikalische Filmfestigkeit zu unterstützen
  • Widerstand gegen Passungskorrosion durch Vibrationen
  • Stellen Sie einen einigermaßen festen Film ein, um keine Fremdkörper anzuziehen und an dem Film haften zu lassen
  • Haften und Abschleudern widerstehen (Fliehkraft um die Scheiben und anhaftende Vibrationen)

Schmierung nach der Installation

Einige Branchenexperten scheinen die Vorstellung zu hegen, dass die Feldschmierung geschorene oder verrostete Seile auf magische Weise verjüngen kann. Lassen wir das gleich vorweg beiseite: Für Hubseile gibt es keinen Jungbrunnen. Obwohl die Lebensdauer eines Seils leicht verlängert werden kann, ist der erlösende Vorteil der Schmierung verschwindend gering. Es gibt einfach keine Möglichkeit, dass ein Hersteller jemals alle Belastungen und Bedingungen, denen ein Seil ausgesetzt ist, genau vorhersehen und es mit einem lebenslangen Schmiermittel versorgen kann. Die beste Lösung zur Erhaltung der Seillebensdauer und zur Erzielung der Spitzenleistung des Systems ist daher die systematische und routinemäßige Anwendung einer Felddüngung.

Im Idealfall muss ein guter Feldschmierstoff in der Lage sein, in einer Vielzahl von Feldbedingungen zu bestehen und eine Reihe von Faktoren zu erfüllen, darunter:

  • Muss polare Zusätze enthalten, um eine gute „Benetzung“ der metallischen Oberfläche (dünne Filmverteilung) zu ermöglichen, die das Eindringen in den Seilkern ermöglicht
  • Muss ein wasserverdrängendes Additiv enthalten, damit der Schmierfilm unter die vorhandene Oberflächenfeuchtigkeit gelangen kann
  • Darf kein Lösungsmittel enthalten, muss jedoch eine Dünnfilmgrenzschmierung mit einem angemessen hohen Viskositätsindex bieten
  • Muss mit werkseitig aufgetragenem Schmiermittel kompatibel sein
  • Muss eine niedrige Viskosität haben, um die Kapillarwirkung während der Anwendung zu unterstützen
  • Muss sparsam aufgetragen werden können, um Ablagerungen und eventuelles Abschleudern zu verhindern

Ein guter Feldverband muss sowohl mit dem werkseitig aufgetragenen Schmiermittel verträglich sein als auch ein gutes Eindringvermögen aufweisen. Niemals bitumenhaltige Schmierstoffe (andere Bezeichnung für Asphalt) verwenden. Bitumen kann im Laufe der Zeit die Hubseile verkrusten, Staub und Schmutz anziehen und Rückstände in der Scheibenrille hinterlassen. Dies wirkt sich auf die Traktion aus. Verwenden Sie auch keine Gleitmittel, die Molybdän, Teflon® oder Graphit enthalten, da deren Einfluss auf die Traktion nicht vorhersehbar ist.

Nachschmierung

Wie und wann nachgeschmiert werden muss, kann ein Problem sein, da zu viel Schmiermittel zu einem Verlust der Systemtraktion führen, Staub anziehen und einen gummiartigen Kuchen auf den Seilen bilden kann (Abbildung 2) und Schmiermittel um den Maschinenraum herum und weiter austreten das Auto oben. Und wenn sich Schmiermittelabschleudern auf der Bremsfläche absetzt, entsteht eine gefährliche Situation, die das Anhalten oder Halten des Fahrzeugs behindern kann.

Häufig wird die größte Quelle für übermäßigen Schmierstoffabwurf (Bild 3) durch zu hohe Nutdrücke oder Überschmierung im Feld verursacht. In einigen Fällen können hinterschnittene U- und V-Nuten Schmiermittel aus Standard-Faserkernseilen herausdrücken, um die Seiloberfläche zu beschichten. Die Schmierstofftabellen von Brugg können als allgemeine Richtlinie zur Bestimmung der Schmierstoffmenge verwendet werden (Grafiken 1 und 2).

Brugg empfiehlt eine regelmäßige Schmierroutine von mindestens einmal pro Jahr oder alle 250,000 Starts oder Fahrten zum am häufigsten verwendeten Boden. Natürlich sollte man die Tragfähigkeit der Seile, die Nutzungshäufigkeit des Systems und Umwelteinflüsse berücksichtigen und bei Bedarf öfter schmieren. Saubere Seile sollten immer geschmiert werden. Wenn die Frage besteht, ob ein Seil geschmiert werden muss, halten Sie die Kabine an und berühren Sie das Seil mit bloßem Finger (Abbildung 4). Ein geschmiertes Seil bildet einen leichten, sichtbaren Schmierfilm. Wenn Sie keinen Film sehen, ist das Seil trocken und muss geschmiert werden.

Die Seilforschung zeigt eindeutig, dass gut geschmierte Seile bis zu 80 % länger halten als trockene und ungeschmierte Seile. Es stellt sich die Frage, welches Verfahren bei der Nachschmierung von Seilen im Feld anzuwenden ist. Leider bietet jede gängige Methode, die in Abbildung 5 dargestellt ist, nur unterschiedliche Wirksamkeitsgrade, und einige haben sich als weniger zuverlässig erwiesen. Da viele dieser Methoden auf ein sich bewegendes Seil angewendet werden müssen, können sie keine gleichmäßige Abdeckung bieten. Darüber hinaus können sie unordentliche Arbeitsumgebungen schaffen, was die Bereinigung viel schwieriger und zeitaufwändiger macht, was wiederum die Wahrscheinlichkeit verringert, dass sie überhaupt durchgeführt werden.

Einige Fachleute haben sich für die Verwendung von Schmiermittelsprays in Dosen an Seilen ausgesprochen (Abbildung 6). Solche Aerosolformeln sind aufgrund des enthaltenen Lösungsmittels mit dem verwendeten Originalschmiermittel nicht kompatibel. Verwenden Sie keine Lösungsmittel, um die Seiloberfläche von Splitt, Schmutz, Flusen, Staub und anhaftendem Schmiermittel zu reinigen. Manche nennen diesen Vorgang „Entfetten“. Durch das Abziehen der äußeren Schmiermittelschicht eines Seils verursachen die Lösungsmittel eine chemische Reaktion, die das Seilschmiermittel zersetzt. Durch den Rillendruck und das ständige Durchbiegen des Seils unter Last wird das Schmiermittel aus dem Seil gequetscht und aufgesaugt. Dies führt zum Abschleudern des Schmiermittels und schließlich zum Zusammenbruch des Seilkerns. Einfach gesagt: Lösungsmittel sind Gift für Hebeseile.

Fortgeschrittenere Schmiermittel

In letzter Zeit stehen der Industrie fortschrittlichere Schmierungsmethoden zur Verfügung. Einige Vorteile bietet eine elektrisch angetriebene Farbrolle (Bild 7), die einen kontinuierlichen Schmierstofffluss auf das Seil ermöglicht. Diese Methode erfordert jedoch auch einen leichten Zugang zu den Seilen und die Rollen müssen gut gewartet werden, um eine gleichmäßige Abdeckung zu gewährleisten.

Automatischer Seilschmierer

Diese Vorrichtung hat sich in der Industrie immer mehr durchgesetzt und ist in den meisten Fällen dauerhaft an der Vorderseite der Maschine angebracht, wo die Seile zum Auto fallen. Bei diesem Verfahren saugt das Schmiermittel vom Reservoir nach oben zu einem Filzstreifen. Bei elektrostatischer Aufladung wird der Schmierstoff auf die Hubseile übertragen. Die richtige Positionierung des Geräts und das Einstellen des richtigen Abstands zwischen Filz und Seilen kann schwierig sein (Abbildung 8).

Bei dieser Methode muss man auf eine gute Technik achten; einfaches Auffüllen des Reservoirs bei jedem Besuch kann zu überschmierten Seilen führen. Solche Geräte können auch zu einem falschen Gefühl der Selbstgefälligkeit führen, bei dem man vergessen könnte, das Reservoir regelmäßig zu überprüfen, was zu trockenen Seilen und möglicherweise zu Rouging führt. Auch der automatische Schmierstoffgeber selbst muss regelmäßig gewartet und funktionstüchtig gehalten werden. Schließlich schmiert eine solche Vorrichtung die Seile nur einseitig. Idealerweise werden Seile rundum geschmiert, insbesondere auf der Seite, die mit den Rollenrillen in Berührung kommt.

Eine neue Alternative

Um eine wirklich effektive Schmiermethode zu haben, muss das Schmiermittel so dosiert werden, dass es die gesamte Seiloberfläche berührt. Herkömmliche Geräte bedecken nur ein Viertel bis ein Drittel der Seiloberfläche und verlassen sich stark auf die eigene Viskosität des Schmiermittels und die natürlichen Kapillarwirkungen des Seils, um das Schmiermittel im gesamten Seil zu verteilen.

Eine permanente Vorrichtung, wie der automatische Seilschmierer, bietet zwar eine weitaus bessere Alternative als die zuvor erwähnten Verfahren, hat jedoch den Nachteil, dass sie in einen bereits überfüllten Maschinenraumbereich eingebaut werden muss. Wertvoller Platz muss innerhalb eines Grundrisses bereitgestellt werden, damit er langfristig funktioniert. Dies ist nicht immer möglich. Aus diesem Grund empfiehlt Brugg im Rahmen eines regelmäßigen Wartungsprogramms ein einfach zu bedienendes, tragbares Gerät (Abbildung 10). Ein solcher Schmierstoffgeber kann an einem Seilsatz im Maschinenraum befestigt und nach dem Schmieren schnell wieder entfernt werden. Die Gesamtzeit, die für ein solches Verfahren aufgewendet wird, beträgt häufig nur 0.5 bis 1 Stunde. und überzieht alle Seiloberflächen mit einem feinen, kontrollierten Schmierfilm. Die Verwendung eines solchen Geräts ist einfach und besteht aus den folgenden wichtigen Schritten:

  1. Fahren Sie die Kabine in die oberste Etage und befestigen Sie die tragbare Schmiervorrichtung (Öler) um die Hubseile unterhalb der Antriebsscheibe im Maschinenraum.
  2. Legen Sie die Vorrichtung auf den Seillochschutz und schließen Sie dann den flexiblen Versorgungsschlauch an, der von der Pumpe zum Ölerbehälter führt.
  3. Stellen Sie das Durchflussregelventil an der Elektropumpe auf die empfohlene Einstellung ein und lassen Sie das Auto mit Inspektionsgeschwindigkeit (50-75 fpm) herunterfahren.
  4. Überwachen Sie den Ölstand im Schmierstoffbehälter und passen Sie den Pumpenfluss (falls erforderlich) an, während das Auto nach unten fährt.
  5. Wenn sich das Auto dem Ende seiner Fahrt nähert, schalten Sie die Pumpe aus, damit das restliche Öl aus dem Vorratsbehälter verbraucht wird. (Einige Benutzerexperimente sind erforderlich, um die richtige Lautstärkeeinstellung zu finden.)

Die Bedeutung der Schmierung

Die Schmierung ist entscheidend für den Schutz von Seilen vor Feuchtigkeit und spielt eine entscheidende Rolle bei der Verhinderung von Rouge und Rost. Ein Ziel dieses Artikels ist es jedoch, dem Leser zu helfen, die Hauptrolle der Schmierung als Seilkomponente zu verstehen.

Fast 10-15% des Seilgewichts eines Sisalkerns sind Schmiermittel, während die Gesamtmenge an Schmiermittel in Seilen mit gemischter und Stahleinlage geringer ist. Stellen Sie sich Schmiermittel als elementaren Bestandteil jeder Seilkonstruktion vor. Wie Ihre Autoren im Laufe der Jahre festgestellt haben, ist der größte Mythos, den die meisten Fachleute über Schmiermittel haben, dass es sich einfach um ein stinkendes Fett oder Öl handelt. Dies ist völlig falsch, weshalb dem Leser dringend empfohlen wird, mehr über das Thema zu erfahren und Schmierung, Seilreinigung und Ausgleich von Seilspannungen zu einem wichtigen Bestandteil seines regelmäßigen Wartungsprogramms zu machen.

Fragen zur Lernverstärkung

Verwenden Sie die unten stehenden Fragen zur Lernverstärkung, um für die Weiterbildungsbewertungsprüfung zu lernen, die online unter www.elevatorbooks.com oder auf S. 143 dieser Ausgabe.
♦ Warum sollten Felddünger, die in ihrer Formulierung Bitumen enthalten, niemals verwendet werden?
♦ Welches sind die beiden wesentlichen, sich gegenseitig ausschließenden Ziele, die ein Schmierstoff erfüllen muss, um eine einwandfreie Seilfunktion zu fördern?
♦ Warum ist es für keinen Hersteller möglich, eine ausreichende Erstschmierung des Seils für die Lebensdauer des Seils bereitzustellen?
♦ Kann die Schmierung verrostete oder geschuppte Hubseile verjüngen oder wiederherstellen?
♦ Wie stellt man fest, wann Hubseile nachgeschmiert werden müssen?

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Martin Rheiner und Heinz Studiger

Martin Rheiner und Heinz Studiger

Martin Rhiner ist Vice President of Engineering and Quality bei Brugg Lifting mit Sitz in Rom, Georgia. Rhiner hat einen BS in Maschinenbau, einen MBA und mehr als 20 Jahre Erfahrung in der Aufzugskomponentenindustrie mit Schwerpunkt auf Seilen und Kabeln. Er ist leitender Projektleiter für die Entwicklung der Anwendung Brugg RLP (Rope Life Predictor), von der weltweit fast 800 registrierte Abonnenten profitieren.

Heinz Studiger ist Leiter Engineering bei Brugg Lifting, wo er sich auf die Entwicklung neuer Seildesigns und die technische Unterstützung der Kunden konzentriert. Studiger kam 2012 als Leiter Engineering zu Brugg Lifting, nach Jahren in der Halbleiter-, Medizin- und Textilindustrie. Sein Maschinenbaustudium (Dipl. Ing. FH) absolvierte er an der ETH in Zürich, Schweiz.

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