Seiltechnik
Die richtige
Seilauswahl für
Ihre Seilanwendung
Die richtige
Seilauswahl für
Ihre Seilanwendung
Bei der Seilauswahl müssen zwei Sichtweisen in Einklang gebracht werden: die Seilauswahl aus Sicht der Anwendung und aus Sicht des Seiles. Das “Universalseil”, das für alle Anwendungen gleichermaßen gut geeignet ist, gibt es nicht. Deshalb gibt es eine Vielzahl von verschiedenen Seilkonstruktionen, um den verschiedenen Anforderungen der Anwendungen bestmöglich gerecht zu werden. Mit den folgenden Ausführungen möchten wir Ihnen ein paar praktische Informationen an die Hand geben, mit denen Sie das richtige Seil für Ihre Anwendung auswählen können. Selbstverständlich steht Ihnen das verope-Team bei Fragen jederzeit gern zur Verfügung.
Seilauswahl aus Sicht der Anwendung
Die Hauptaufgabe eines Kranes ist das Heben und Bewegen von Lasten, hierfür wird ein Hubseil benötigt. Neben dieser entscheidenden „Hubfunktion“ gibt es eine Vielzahl anderer Funktionen. • Verstellseile, um den Ausleger in die richtige Position zu bringen • Katzfahrseile, um die Last an Tumrdrehkranen/ Containerkranen zu bewegen • Halteseile, um den Ausleger oder andere Kranteile zu halten • Montageseile, um den Kran aufzustellen oder abzubauen • …und viele andere mehr
Seilauswahl aus Seilsicht
Es gibt zwei Hauptkategorien, in die Kranseile aufgrund ihrer Anwendung unterteilt werden können:
- Drehungsarme Seile, im Sprachgebrauch häufig auch als drehungsfreie Seile oder Litzenspiralseile benannt
- Nicht drehungsfreie Seile
➜ „Hubfunktion“
Als grundsätzliche Leitlinie zur Seilauswahl gilt: Bei allen „Hubfunktionen“, gleichgültig ob Hauptoder Hilfshubseil, kommen ausschließlich drehungsarme Seile zum Einsatz, wenn:
- die zu hebende Last ungeführt ist (Abb. 75) und/oder
- hohe Hubhöhen gefordert sind
Nur drehungsarme Drahtseile geben der Last die nötige Stabilität, so dass sich die Last nicht oder nur sehr wenig dreht. Darüber hinaus erzeugen drehungsarme Drahtseile, die an der Krankonstruktion befestigt sind, nur sehr geringe Drehmomente am Anschlagpunkt. Somit garantieren die drehungsarmen verope Spezialdrahtseile ein sicheres Heben der Last und somit einen sicheren Kranbetrieb.
Die nach der Norm als »drehungsarm« bezeichneten Drahtseile unterscheiden sich deutlich in ihrer Konstruktion und damit in ihren Eigenschaften bezüglich der Drehungsfreiheit.
Um diese Unterschiede in der Drehungsfreiheit aufzuzeigen, wird eine Klassifizierung vorgenommen. So benennt beispielsweise die EN 12385-4 die Seilklasse »35×7«, welche drehungsarme Seile mit 3 Litzenlagen beschreibt, und die Seilklasse »18×7«, welche drehungsarme Seile mit 2 Litzenlagen beschreibt. Die Drehungsfreiheit beider Seilklassen, aber auch die Seilherstellkosten und damit die Preise für den Kunden, sind sehr unterschiedlich.
Ein weiteres Beispiel, die unterschiedliche Dreh-
ungsfreiheit aufzuzeigen, ist die Klassifizierung nach ASTM A 1023, welche drehungsarme Seile in 3 Kategorien aufteilt.
Die für Hubfunktionen gebräuchlichsten Kategorien sind »Kategorie 1« und »Kategorie 2«:
- Kategorie 1: drehungsarme Seile mit mindestens 15 Außenlitzen bieten beste Eigenschaften in Bezug auf Drehungsfreiheit
- Kategorie 2: drehungsarme Seile mit 10 oder mehr Außenlitzen
Zur Vergleichbarkeit beider Normen kann generell gesagt werden, dass Seile der Seilklasse »35×7« eine aus der Seilkonstruktion resultierende vergleichbare Drehungsfreiheit aufweisen wie Seile der Kategorie 1 nach ASTM A1023. Ebenso lassen sich Seile der Seilklasse »18×7« mit denen der Kategorie 2 nach ASTM A1023 vergleichen. Für sehr anspruchsvolle Hubfunktionen sollten immer ausschließlich Seile der Seilklasse »35×7« bzw. »Kategorie 1« eingesetzt werden.
Bitte beachten: Seile der Seilklasse »35×7«/Kategorie 1 sind immer durch gleichwertige Seile, niemals durch Seile der Seilklasse »18×7«/Kategorie 2 zu ersetzen! Drehungsarme Seile der »Kategorie 2« bzw. Seilklasse »18×7« können hingegen aus technischer Sicht auch mit Seilen der in Bezug auf die Drehungsfreiheit höherwertigen »Kategorie 1« bzw. Seilklasse »35×7« ersetzt werden.
Hinweis: Neben den drehungsarmen Seilen, die nach nationalen oder internationalen Standards hergestellt werden, gibt es viele andere drehungsarme Seilkonstruktionen, welche nicht nur Standardanforderungen, sondern deutlich höheren Anforderungen an die Drehungsfreiheit gerecht werden. Diese Seile sind echte Spezialseile, entwickelt für höchste Anforderungen in Bezug auf die Drehungsfreiheit, z.B. für höchste Hakenhöhen modernster Krane. Um dem Anwender eine allgemeine Richtschnur zur Einordnung solcher Spezialdrahtseile an die Hand zu geben, werden auch für diese neben den herstellerspezifischen Produktnamen die oben erläuterten Normbezeichnungen genutzt, gleichwohl die Leistungsfähigkeit höher ist.
Wichtig: Wenn drehungsfreie Seile gefordert werden, dürfen diese nicht durch nicht-drehungsfreie Seile ersetzt werden
➜ Einsatz von Drallfänger/Wirbel bei Hubseilen
Unter bestimmten Umständen kann im Seiltrieb Drall auftreten. Der Einsatz eines Drallfängers kann sehr hilfreich sein, um diesen Drall abzubauen, z.B. dann, wenn Ablenkwinkel zwischen der Trommel und der ersten Seilscheibe oder zwischen den Seilscheiben empfohlene Werte überschreiten. Bei Mehrfacheinscherungen kann der Drallfänger den Drall jedoch nicht in allen Seilsträngen gleichermaßen kompensieren. Hier erfolgt die Drallreduzierung vorzugsweise in den ersten Seilsträngen nach dem Drallfänger.
Der Drallfänger reduziert das Risiko einer Verdrehung der Hakenflasche, aber auch von Seilschäden wie Korkenzieher oder Korbbildung, die zur Seilablage führen können.
Bitte beachten Sie, dass nur Seile der »Kategorie 1« nach ASTM A1023 bzw. der Seilklasse »35×7« nach EN 12385-4 sowohl mit als auch ohne Drallfänger arbeiten dürfen. Für alle anderen drehungsarmen Seilkonstruktionen darf kein Drallfänger eingesetzt werden.
Weitere Informationen zum Einsatz eines Drallfängers finden Sie in der EN 12385-3 und in der ISO 21669.
verope’s® Sortiment drehungsarmer Seile
Die Produktpalette von verope® hinsichtlich drehungsarmer Seile besteht aus hochleistungsfähigen Spezialseilen:
- verotop P
- verotop XP
- verotop
- verotop S
- verotop E, sowie der 4-litzigen Konstruktion
- vero 4
Außer dem 4-litzigen Seil vero 4 sind all unsere Seile drehungsarme Hochleistungsseile der Kategorie 1, die höchste Drehungsfreiheit bieten. Alle »-top« Seile von verope® können deshalb mit oder ohne Drallfänger verwendet werden.
vero 4 ist ein sehr robustes Seil, welches für härteste Arbeitsbedingungen und dynamische Belastungen, jedoch nicht auf Drehungsarmut ausgelegt wurde. Obwohl vero 4 zu den drehungsarmen Seilen gehört, darf es nicht mit einem Drallfänger arbeiten.
Die Grundregel ist, dass für die »Hubfunktion« drehungsarme Seile zu benutzen sind. Auch hier gibt es Ausnahmen unter folgenden Voraussetzungen:
1. Bei »Hubfunktion« mit geführter Last kann auch ein nicht drehungsfreies Seil verwendet werden, da die Lastverdrehung durch den Rahmen verhindert wird, der die Last führt (Abb. 76).
2. Bei »Hubfunktion« mit ungeführter Last können auch nicht drehungsfreie Seile benutzt werden, wenn die gleiche Seilkonstruktion als Paar, bestehend aus rechtsgängigem und linksgängigem Seil, benutzt wird (Abb. 77).
Diese Konfiguration bietet auch Drehstabilität, die Last hat also keine oder nur wenig Tendenz zur Verdrehung, da das Drehmoment, das unter Belastung entsteht, gleich groß ist, jedoch in entgegengesetzte Richtung wirkt; somit entsteht ein Drehmomentengleichgewicht.
Wichtig: In Bezug auf die Biegewechselleistung sind drehungsfreie Seile den nicht-drehungsfreien Seilen deutlich unterlegen. Somit sollten nicht-drehungsfreie Seile nur unter äußerster Vorsicht durch drehungsfreie Seile ersetzt werden. Dies muss mit einem Seilsachverständigen geklärt werden.
➜ Weitere Kranseilanwendungen
Nicht drehungsfreie Seile erzielen in der Regel höhere Biegewechselleistungen als drehungsarme oder drehungsfreie Seile. Sie üben aber unter Last ein Drehmoment auf die Seilendverbindung aus.
Deshalb können nicht drehungsfreie Drahtseile nur verwendet werden, wenn die Seilenden dauerhaft gegen Verdrehen gesichert sind. Nicht drehungsfreie Seile sind immer dann die richtige Seilauswahl, wenn die Eigenschaft »Drehungsfreiheit«, die nur drehungsarme Seile bieten können, nicht benötigt wird. Das ist für viele Seilanwendungen der Fall, wie beipielsweise bei Verstellseilen, Katzfahrseilen, Halteseilen oder Montageseilen.
Hinweis: Bei Kopplung von nichtdrehungsfreien Seilen, z.B. Halteseile oder Greiferschließseile, dürfen stets nur identische Seile gleicher Konstruktion, d.h. gleicher Durchmesser, Schlagart und Gängigkeit verwendet werden (Abb. 78). Das Koppeln unterschiedlicher Schlagrichtungen würde die Seile aufdrehen und so zerstören.
Einsatz von Kreuz- und Gleichschlagseilen
Die Auswahl der Seilschlagart muss die konkrete Verwendung des Seiles, die Seilkonstruktion, Krankomponenten und die im Einsatz zu erwartenden, die Seillebensdauer wesentlich bestimmenden, Verschleißfaktoren berücksichtigen. Das Ziel der Seilauswahl ist eine hohe Seillebensdauer bei gleichzeitiger Sicherheit, d.h., der sichere Betriebszustand des Seiles kann unter Beachtung der seilspezifischen Ablegekriterien durch den Betreiber in der konkreten Anwendung jederzeit zuverlässig erkannt werden. Eine pauschale Aussage zur Verwendung von Kreuz- bzw. Gleichschlagseilen ist deshalb ohne Kenntnis des konkreten Einzelfalls nicht möglich bzw. sinnvoll.
➜ Kreuzschlagseile
Weitverbreitet sind Kreuzschlagseile, die deshalb vermutlich auch als universell einsetzbar betrachtet werden. Kreuzschlagseile sind sehr strukturstabil aufgrund der gegenläufigen Verseilung der Drähte und Litzen, was sie gegen äußere Verdrehung widerstandsfähiger macht. Das Seildrehmoment ist geringer als bei Gleichschlagseilen. Kreuzschlagseile bieten auch eine gute Verschleißfestigkeit. Konstruktionsbedingt treten aufgrund höherer Pressung zwischen Draht und Seilrille und stärkerer Drahtkrümmung in der Litze die äußerlich sichtbaren Drahtbrüche früher auf als bei Gleichschlagseilen, was deren Erkennbarkeit zur Beurteilung des Seilzustandes in Bezug auf die Ablegereife erleichtert. Dennoch sind Kreuzschlagseile keine Universalseile für alle Anwendungen unter den oben genannten Zielen der Seilauswahl.
➜ Gleichschlagseile
Gleichschlagseile sind nicht nur bei der Herstellung, sondern auch bei der Anwendung, beginnend mit der Montage, anspruchsvoller. Dies hat seine Ursache in der gleichsinnigen Verseilung der Drähte und Litzen, was das Seildrehmoment erhöht, und Gleichschlagseile wesentlich empfindlicher gegen jede Art äußerer Verdrehung macht.
Gleichschlagseile erreichen hohe Bruchbiegewechselleistungen aufgrund der geometrisch günstigeren Berührungsverhältnisse zwischen Draht und Seilrille, die zur Reduzierung der Pressung an den Kontaktpunkten führt. Diese Reduzierung der Pressung ist vorteilhaft für die Lebensdauer der Krankomponenten und des Seiles selbst. Anzumerken ist aber auch, dass, im Vergleich zu Kreuzschlagseilen, die Entwicklung der äußerlich sichtbaren Drahtbrüche langsamer erfolgt. Die Erkennung der Ablegereife aufgrund äußerlich sichtbarer Drahtbrüche kann deshalb erschwert sein. Aufgrund dessen sind die Ablegedrahtbruchzahlen bei Gleichschlagseilen deutlich niedriger als bei Kreuzschlagseilen mit identischem Seilaufbau. Somit sind auch Gleichschlagseile keine Universalseile für alle Anwendungen unter den o.g. Zielen der Seilauswahl.
Hinweis: Wie im Absatz »Gleichschlagseile« beschrieben, kann es bei deren Verwendung zu vermehrten Drahtbrüchen im Seilinneren kommen, ohne dass diese von außen zu erkennen sind.
Dies trifft im besonderen bei der Verwendung von drehungsfreien Seilen in Längsschlag unter reiner Biegewechselbeanspruchung auf. Dies sollte mit einem Seil-Sachverständigen abgeklärt werden.
➜ Krankomponenten und Krangeometrie
Neben dem Seil selbst sind Krankomponenten und Krangeometrie wichtige Kriterien für die richtige Seilauswahl. Herauszuheben sind das eingesetzte Trommelsystem und die durch die Krangeometrie konstruktiv gewählten Ablenkwinkel. Während einlagig bewickelte Trommeln das Seil neben der Zugbelastung wesentlich auf Biegung und seitliche Ablenkung und damit Verdrehung beanspruchen, dominieren in der Mehrlagenwicklung der mechanische Verschleiß und Querdruckbeanspruchungen zwischen den sich berührenden Seilsträngen.
Bei einlagigen Trommeln hat das Kreuzschlagseil klare Vorteile, da es die üblicherweise größeren Ablenkwinkel besser kompensieren kann. Auch die leichtere Erkennung äußerlich sichtbarer Drahtbrüche ist ein wichtiges Argument für die Verwendung von Kreuzschlagseilen auf einlagigen Trommeln, wo starker mechanischer Seilverschleiß, der auch zu Drahtbrüchen führt, nicht oder nicht wesentlich vorhanden ist.
Bei Mehrlagenwicklung ist nicht die Biegewechselfestigkeit des Seiles, sondern dessen Resistenz gegen mechanische Einwirkungen ausschlaggebend für die Seillebensdauer. Kreuzschlagseile sind für die Mehrlagenwicklung weniger geeignet, weil sich Drähte benachbarter Seilstränge ineinander verhaken können. Dies führt zu hohem mechanischem Verschleiß. Die Berührung der Seilstränge während des Wickelvorganges ist auch gut »hörbar«.
Die Folge sind vorzeitige Drahtbrüche. Für die Mehrlagenwicklung haben sich deshalb Gleichschlagseile erfolgreich etabliert, da keine Verzahnung benachbarter, sich berührender Seile möglich ist, was die Seillebensdauer deutlich erhöht.
Durch den Einsatz von Seilen mit verdichteten Außenlitzen bzw. gehämmerten Seilkonstruktionen, kann wegen der dann sehr glatten Oberfläche und hohen Abriebfestigkeit die Seillebensdauer weiter erhöht werden.
Die oben gemachten Ausführungen haben sich in der Praxis bewährt.
Kundenseitig gewünschte, fallweise Abweichungen sind deshalb stets gründlich in Bezug auf die
- konkreten Seileinsatzbedingungen
- die gewählte Seilkonstruktion
- sowie die kundenseitige Seilüberwachung in Bezug auf die Ablegereife
- zu analysieren, bevor eine abweichende Entscheidung getroffen werden kann.