Lernabschnitt
Drahtseile: Funktion, Einsatz und Normung
Drahtseile sind zentrale Bauteile der mechanischen Ausrüstung fördertechnischer Maschinen. Dieser Text ordnet sie ein, unterscheidet Seilarten und Aufbau und zeigt, welche Normen für sie gelten.
Quelle: Folien 2–12, 15–16
Einordnung in die mechanische Ausrüstung
Zu den wichtigsten Bauteilen fördertechnischer Maschinen, die keine allgemeinen Maschinenelemente (Wellen, Lager, Kupplungen, Getriebe u. a.) sind, gehören:
- Drahtseile und Seiltriebelemente wie Rollen, Trommeln, Treibscheiben
- Ketten und Elemente der Kettentriebe
- Mechanische Bremsen
- Laufräder und Schienen
Merksatz
Drahtseile gehören zur mechanischen Ausrüstung fördertechnischer Maschinen – nicht zu den allgemeinen Maschinenelementen.
Funktion, Bewegungsart und Einsatzgebiete
Drahtseile übertragen ausschließlich Zugkräfte. Nach der Art der Bewegung unterscheidet man:
- Stehende Seile – z. B. Tragseile von Seilbahnen, Abspannseile
- Laufende Seile – z. B. Hubseile bei Kranen, Aufzügen und Schachtförderanlagen, Zugseile bei Seilbahnen
Typische Einsatzgebiete sind Hebezeuge, Schachtfördermaschinen, Aufzüge, Stetigförderer und Bagger.
Genauer lassen sich vier Grundfunktionen unterscheiden:
| Seilart | Funktion | Anwendungsbeispiel |
|---|---|---|
| Laufendes Seil | Führung über eine Rolle | Kranflasche |
| Stehendes Seil (Abspannseil) | Abspannung eines Masts | Schrägseilbrücke |
| Tragseil | Führung von Rollenlaufwerken | Seilbahn |
| Anschlagseil | Halterung einer Last | Betonrohr am Haken |
Merksatz
Drahtseile übertragen nur Zugkräfte – stehend, laufend, als Tragseil oder als Anschlagseil zur Lastaufnahme.
Vorteile und Nachteile gegenüber Ketten
Vorteile von Drahtseilen gegenüber Ketten:
- Geringe Masse bei großer Bruchlast
- Durch den Aufbau aus vielen nebeneinander liegenden (verseilten) Einzeldrähten geringen Durchmessers ist ein Versagen durch gleichzeitiges Reißen aller Einzeldrähte unwahrscheinlich
- Stoßfreier Lauf auch bei großen Arbeitsgeschwindigkeiten
Nachteile gegenüber Ketten:
- Korrosionsanfälligkeit infolge der großen Oberfläche der Einzeldrähte
- Große Umlenkdurchmesser infolge der Biegesteifigkeit
- Empfindlichkeit gegen hohe Temperaturen, weil die Schmierung der Seile versagt
Merksatz
Viele dünne Einzeldrähte machen Drahtseile sicher gegen Totalversagen – aber anfällig für Korrosion und Temperaturschäden.
Unterscheidungsmerkmale von Drahtseilen
Neben der Grundfunktion (Hubseil, Verstellseil, Halteseil) lassen sich Drahtseile nach weiteren technischen Merkmalen unterscheiden:
- Kreuzschlag oder Gleichschlag
- Linksgängig oder rechtsgängig
- Drehungsfrei oder nicht drehungsfrei
- Konventionell oder verdichtet
- Mit oder ohne Kunststoff
Merksatz
Erst die Kombination all dieser Merkmale ergibt das passende Seil für einen konkreten Kran.
Normierung
Für Drahtseile und Seiltriebe gelten mehrere Normen:
- DIN 15020 Blatt 1 (02/1974): Hebezeuge – Grundsätze für Seiltriebe – Berechnung und Ausführung, künftig ersetzt durch EN 13001 Teil 3-2 und VDI 2358
- DIN EN 13001-1 (06/2015): Krane – Konstruktion allgemein – Allgemeine Prinzipien und Anforderungen
- DIN EN 12385 (Ersatz für DIN 3051–3095): Teil 1–4 gelten allgemein für alle Drahtseile, Teil 5–10 für spezielle Anwendungsbereiche
- DIN ISO 4309 (06/2013): Krane – Drahtseile – Wartung und Instandhaltung, Inspektion und Ablage
- VDI 2358 (05/2015): Drahtseile für Fördermittel
DIN EN 12385 im Detail:
| Teil | Inhalt | Datum |
|---|---|---|
| 1 | Allgemeine Anforderungen | 01/2009 |
| 2 | Begriffe, Bezeichnungen und Klassifizierung | 06/2008; 01/2009 |
| 3 | Informationen für Gebrauch und Instandhaltung | 06/2008; 01/2009 |
| 4 | Litzenseile für allgemeine Hebezwecke | 06/2008; 01/2009 |
| 5 | Litzenseile für Aufzüge | 03/2003; 02/2006 |
| 6 | Litzenseile für Schachtförderanlagen | 03/2004 |
| 7 | Verschlossene Spiralseile für Schachtförderanlagen des Bergbaus | 02/2003 |
| 8 | Litzenseile als Zug- und Tragseile für Seilbahnen/Personenverkehr | 03/2003 |
| 9 | Verschlossene Tragseile für Seilbahnen für den Personenverkehr | 03/2003 |
| 10 | Spiralseile für Anwendungen im Baubereich | 07/2008; 01/2009 |
Merksatz
DIN EN 12385 ist die zentrale Drahtseil-Norm: Teil 1–4 gelten allgemein, Teil 5–10 regeln spezielle Anwendungen. DIN ISO 4309 regelt Wartung, Inspektion und Ablage bei Kranen.
Vielfalt und Klassifikation nach Konstruktion
Es gibt eine große Vielfalt spezialisierter Drahtseile (z. B. CASAR-Kranseile) für unterschiedliche Anwendungen wie Mobilkrane, Turmdrehkrane, Containerkrane und Offshore-Einsätze. Sie unterscheiden sich u. a. in Litzenanzahl, Verseilungsart und Drehungseigenschaften (drehungsfrei, drehungsarm) sowie in ihrer Eignung für Mehrlagenspulung. Die Wahl des richtigen Seils hängt von Hubhöhe, Strangzahl, Einscherungsart sowie Belastungen durch Pressung, Abrieb oder Quetschung ab.
Nach Konstruktion (gemäß VDI 2358) werden Drahtseile klassifiziert:
| Seilform | Seilgruppe | Verseilung | Seilart |
|---|---|---|---|
| Rundseil | Spiralseil (Rundlitze) | einfach verseilt | offenes, halbverschlossenes oder vollverschlossenes Spiralseil |
| Rundseil | Rundlitzenseil | zweifach verseilt | einlagiges oder mehrlagiges Rundlitzenseil |
| Rundseil | Formlitzenseil | zweifach verseilt | Dreikantlitzenseil, Flachlitzenseil |
| Rundseil | Rundlitzenseil | dreifach verseilt | Kabelschlagseil |
| Flechtseil | – | einfach verseilt und geflochten | Flechtseil |
| Flachseil | – | zweifach verseilt und genäht/geklammert oder gewebt | Flachseil |
Merksatz
Rundseile haben die größte Varianz und werden einfach, zweifach oder dreifach verseilt; daneben gibt es Flecht- und Flachseile.
Aufbau des Rundlitzenseils
Ein Rundlitzenseil ist hierarchisch aufgebaut: Einzelne Drähte werden zu Litzen verseilt, die aus Litzenkern, Litzeneinlage und den umgebenden Drähten bestehen. Die fertigen Litzen werden anschließend um eine zentrale Seileinlage herum zum fertigen Seil geschlagen.
Merksatz
Draht → Litze → Seil: Litzen werden um eine zentrale Seileinlage herum zum Seil geschlagen.
Sonderfall Faserseile
Faserseile werden als Hubseile in modernen Kranen eingesetzt. Ihr Einsatz erhöht die Traglast um ca. 20 % gegenüber vergleichbaren Drahtseilen und sie bieten ein montagefreundliches Handling.
Die Ablegereife von Faserseilen wird durch den Schädigungsgrad charakterisiert. Dieser lässt sich visuell in Stufen einteilen, um zu beurteilen, wann ein Seil abgelegt werden muss – beispielhaft gezeigt werden die Stufen 0 %, 20 %, 60 % und 95 %.
Merksatz
Faserseile bringen ca. +20 % Traglast; ihre Ablegereife wird über den visuell beurteilten Schädigungsgrad bestimmt (0–95 %).