Triebwerkgruppen und Seildurchmesser

Seiltriebe werden in Triebwerkgruppen eingeteilt – abhängig von zwei Größen: der Laufzeitklasse (mittlere tägliche Laufzeit bezogen auf ein Jahr, $V_{006}$ bis $V_5$) und dem Lastkollektiv (leicht, mittel, schwer).

Das Lastkollektiv wird über den kubischen Mittelwert $k$ bestimmt. Die genaue Berechnung nach DIN 15020, S. 10 berücksichtigt tragfähigkeitsbezogene Nutzlastanteile, Totlastanteile und betriebsdauerbezogene Zeitanteile:

$k = \sqrt[3]{(\beta_1 + \gamma)^3 \cdot t_1 + (\beta_2 + \gamma)^3 \cdot t_2 + \dots + \gamma^3 \cdot t_\Delta}$

Der berechnete Wert $k$ ordnet den Seiltrieb einem Lastkollektiv zu:

• leicht: $k < 0{,}53$
• mittel: $0{,}53 < k < 0{,}67$
• schwer: $k > 0{,}67$

Aus der Kombination von Laufzeitklasse und Lastkollektiv ergibt sich nach Tab. 1 DIN 15020-1 die Triebwerkgruppe (1Em bis 5m): Lastkollektiv 1 (leicht) deckt die Gruppen 1Em bis 4m ab, Lastkollektiv 2 (mittel) 1Em bis 5m, Lastkollektiv 3 (schwer) 1Dm bis 5m.

Eine Sonderregel: Beträgt die Arbeitsspieldauer mindestens 12 Minuten, darf der Seiltrieb um eine Triebwerkgruppe niedriger eingestuft werden.

Der minimale Seildurchmesser $d_{Smin}$ lässt sich direkt aus der vorhandenen Seilzugkraft $F_S$ und einem Beiwert $c$ berechnen:

$d_{Smin} = c \cdot \sqrt{F_S}$

Der Beiwert $c$ (in $\mathrm{mm}/\sqrt{\mathrm{N}}$) fasst dabei die technische Sicherheit $\nu$ (Verhältnis von rechnerischer Bruchkraft $F_r$ zur Seilzugkraft $F_S$), den Verseilverlustfaktor $k$, den Füllfaktor $f$ und die Nennfestigkeit der Einzeldrähte $\sigma_{zB}$ zusammen:

$c = \sqrt{\frac{\nu}{k \cdot f \cdot \frac{\pi}{4} \cdot \sigma_{zB}}}$

Hergeleitet wird das so: Die erforderliche Sicherheit $\text{erf}\,\nu$ ist das Verhältnis von Mindestbruchkraft zu Seilzugkraft:

$\text{erf}\,\nu = \frac{F_{min}}{F_S} = \frac{k \cdot A_M \cdot \sigma_{zB}}{F_S} = \frac{k \cdot f \cdot d_S^2 \cdot \pi \cdot \sigma_{zB}}{4 \cdot F_S}$

Löst man diese Gleichung nach $d_S$ auf, ergibt sich wieder die kompakte Form mit dem Beiwert $c$:

$d_{Smin} = \sqrt{\frac{\text{erf}\,\nu \cdot F_S}{k \cdot f \cdot \frac{\pi}{4} \cdot \sigma_{zB}}} = c \cdot \sqrt{F_S}$

In der Praxis wird $c$ nicht jedes Mal neu hergeleitet, sondern aus Tab. 2 DIN 15020-1 abgelesen – abhängig von:

• der Triebwerksgruppe (1Em bis 5m)
• der Transportart (übliche vs. gefährliche Transporte)
• der Seilart (nicht drehungsfrei vs. drehungsfrei/drehungsarm)
• der Nennfestigkeit (1570 bis 2450 N/mm²)

Für die Triebwerksgruppen 1Em, 1Dm und 1Cm gilt eine zusätzliche Sicherheitsanforderung: Das Verhältnis von rechnerischer Seilbruchkraft zu rechnerischer Seilzugkraft muss mindestens 3,0 betragen. Zusätzlich gibt es Sonderregelungen für Serienhebezeuge, gefährliche Transporte sowie hochfeste Drahtseile der Festigkeitsklassen 2160 und 2450 N/mm².