Voorgerakt polyester vs. Dyneema® SK78 en SK99 voor windvaan-stuursystemen
De keuze van de lijn die in een windvaan-stuursysteem wordt gebruikt, is belangrijk om een nauwkeurige bewegingsoverdracht, een betrouwbare stuurrespons en een goede duurzaamheid tijdens het zeilen te garanderen.
De lijn moet de door het mechanisme overgedragen belastingen, de variabele krachten veroorzaakt door de beweging van het schip en de herhaalde buigingen bij de geleidingspunten weerstaan. Hij moet ook een stabiele lengte behouden, een voorspelbaar gedrag vertonen en bestand zijn tegen slijtage door contact met schijven en andere componenten.
Voorgerakt polyester en Dyneema® vertonen belangrijke verschillen in deze opzichten. Binnen de Dyneema®-familie bieden de typen SK78 en SK99 verschillende combinaties van sterkte, stijfheid en vermoeidheidsgedrag.
1. Breeksterkte
Voorgerakt polyester biedt voldoende sterkte voor veel nautische toepassingen, maar Dyneema® maakt het mogelijk om bij dezelfde diameter aanzienlijk hogere breeklasten te bereiken.
Bij een 8 mm lijn kunnen de richtwaarden, afhankelijk van de fabrikant en constructie, in de volgende bereiken liggen:
- Voorgerakt polyester: ongeveer 1.400–1.600 kg.
- Dyneema® SK78: ongeveer 5.000–6.300 kg.
- Dyneema® SK99: tot ongeveer 8.000–11.200 kg bij specifieke hoogpresterende constructies.
Dit verschil maakt een aanzienlijke sterktemarge mogelijk zonder de lijndiameter te vergroten. Bij een windvaan-stuursysteem is het echter niet voldoende om eenvoudig het materiaal met de hoogste sterkte te kiezen: er moeten ook de werkelijke door het mechanisme overgedragen belastingen, de sterkte van de bevestigingspunten, de schijven en de eindverbindingen worden overwogen.
Opmerking: De breeklast mag niet worden verward met de toelaatbare werkbelasting. De bovenstaande waarden zijn richtwaarden en moeten worden geverifieerd in de technische gegevensbladen van de afzonderlijke producten.
2. Rek en precisie van bewegingsoverdracht
Bij een windvaan-stuursysteem kan de rek van de lijn de precisie beïnvloeden waarmee de beweging van het stuurmechanisme wordt overgedragen.
Voorgerakt polyester is tijdens de productie aan een spanproces onderworpen om de latere rek te verminderen. Toch behoudt het een zekere elasticiteit en kan het uitrekken wanneer de belasting toeneemt, vooral bij schokkerige trekken of plotselinge belastingsschommelingen.
Dyneema® vertoont onder vergelijkbare belastingen een aanzienlijk lagere rek. Dit maakt een directere bewegingsoverdracht mogelijk en vermindert de lengteveranderingen van de lijn bij wisselende spanning.
Tussen de twee beschouwde typen:
- Dyneema® SK78: combineert een zeer lage rek met goede sterkte en een geschikt gedrag voor toepassingen die aan herhaalde belastingen worden blootgesteld.
- Dyneema® SK99: biedt een hogere specifieke sterkte en een elasticiteitsmodulus die bij bepaalde vergelijkingen ongeveer 35% hoger is dan die van SK78.
Een hogere elasticiteitsmodulus betekent dat de lijn bij dezelfde relatieve spanning minder vervormt. Dit kan voordelig zijn wanneer een bijzonder stijve bewegingsoverdracht wordt nagestreefd.
De werkelijke reactie hangt echter ook af van de constructie van de lijn, de lengte, de eindverbindingen en de aangebrachte belasting. Geen van deze materialen elimineert de vervorming volledig.
3. Gewicht en hantering
Dyneema® heeft een dichtheid van ongeveer 0,97 g/cm³, die lager is dan die van water, zodat de vezel zonder bekledingen of extra elementen kan drijven. Polyester heeft een hogere dichtheid dan water.
Bij een windvaan-stuursysteem is het gewichtsverschil tussen de twee materialen meestal minder beslissend dan bij lijnen die zich in de hoogte bevinden, zoals vallen. Het lage gewicht van Dyneema® kan echter de hantering vergemakkelijken en de massa van het overdrachtssysteem zelf verminderen.
Voor deze toepassing zijn sterkte, dimensiestabiliteit en duurzaamheid tegenover belastingscycli meestal belangrijkere criteria dan de louter gewichtsvermindering.
4. Flexibiliteit voor het maken van ogen door splitsen
Dyneema® maakt het mogelijk om ogen te maken door te splitsen wanneer de constructie geschikt is voor deze procedure.
Een goed uitgevoerde splitsing kan een zeer hoog aandeel van de oorspronkelijke sterkte van de lijn behouden. Het resultaat hangt af van het type vlechtwerk, de splitslengte en de instructies van de fabrikant.
Bij een windvaan-stuursysteem helpen compacte en goed uitgevoerde eindverbindingen om betrouwbare verbindingen tussen de lijn en de mechanismecomponenten tot stand te brengen.
Conventionele knopen kunnen de sterkte van een lijn aanzienlijk verminderen, daarom is het belangrijk om het juiste type eindverbinding te kiezen. Niet alle Dyneema®-lijnen maken hetzelfde type splitsing mogelijk; de voor elke constructie overeenkomstige procedure moet worden nageleefd.
5. Externe slijtvastheid
Tijdens de werking van het windvaan-stuursysteem kan de lijn tegen schijven, geleidingen en andere componenten wrijven. De slijtvastheid is daarom een belangrijk aspect voor de duurzaamheid.
Dyneema® heeft een lage wrijvingscoëfficiënt en een goede slijtvastheid in veel toepassingen. Het is echter niet immuun voor slijtage en kan beschadigd worden wanneer het over scherpe randen, ruwe oppervlakken of ongeschikte elementen loopt.
Polyester biedt ook een goede slijtvastheid en kan bij een geschikte omhulling een nuttige buitenbescherming bieden.
Bij beide materialen hangt de duurzaamheid af van:
- De diameter en de toestand van de schijven.
- De contactdruk en de lijnspanning.
- De frequentie en de hoek van de buiging.
- De aanwezigheid van scherpe randen of abrasieve oppervlakken.
- De constructie van de lijn en de bescherming van de vezels.
Voor een windvaan-stuursysteem is het bijzonder belangrijk om te vermijden dat de lijn over beschadigde oppervlakken of met onvoldoende buigradius loopt.
6. Buigvermoeidheid en herhaalde belastingen
De lijn van een windvaan-stuursysteem kan aan continue cycli van spanning en ontspanning en aan herhaalde buigingen bij het doorlopen van de schijven worden blootgesteld. Deze omstandigheden kunnen interne wrijving tussen de vezels, opwarming en een progressief sterkteverlies veroorzaken.
Dyneema® SK78
SK78 vertoont een goed gedrag tegenover buigvermoeidheid en is een interessante optie voor toepassingen die aan herhaalde belastingen worden blootgesteld. De combinatie van sterkte, lage rek en buiggedrag kan bijzonder geschikt zijn voor de continue bewegingen van een windvaan-stuursysteem.
Dyneema® SK99
SK99 biedt een hogere specifieke sterkte en een grotere stijfheid bij bepaalde vergelijkingen. Een hogere breeksterkte betekent echter niet automatisch een langere levensduur bij herhaalde buiging.
Bij een windvaan-stuursysteem, waarbij de continuïteit van de beweging belangrijker kan zijn dan het bereiken van de maximale breeklast, moeten de vermoeidheidsspecificaties van de betreffende lijn worden gecontroleerd voordat dit type wordt gekozen.
Voorgerakt polyester
Polyester combineert flexibiliteit en elasticiteit, maar vertoont een hogere rek dan Dyneema®. Het kan een geldig alternatief zijn wanneer de belastingen binnen de grenzen liggen en kosten, grip en eenvoudige vervangbaarheid worden geprioriteerd.
Bij alle materialen beïnvloeden de schijfdiameter, de instelling van het mechanisme en het ontbreken van abnormale wrijving rechtstreeks de levensduur van de lijn.
7. Gedrag in klemmen, geleidingen en bevestigingspunten
De compatibiliteit tussen de lijn en de klemelementen is beslissend om doorglijden te voorkomen en te waarborgen dat het windvaan-stuursysteem de beweging correct overdraagt.
Polyester biedt, in het bijzonder wanneer het over een geschikte omhulling beschikt, in conventionele vergrendelingssystemen meestal een goede grip.
Dyneema® heeft een gladder oppervlak, daarom moet worden gecontroleerd of het klemsysteem met de gekozen diameter en constructie compatibel is. In sommige gevallen kan een gripomhulling of een specifieke oplossing het gedrag van de assemblage verbeteren.
Belangrijk: Er mag niet van worden uitgegaan dat een hogere sterkte van de lijn een ongeschikte klem of een zwak bevestigingspunt compenseert.
8. Vergelijkingstabel: 8 mm lijnen
De sterkte