In den "Richtlinien für die sachgerechte Stauung und Sicherung von Ladung bei der Beförderung von Seeschiffen" können die Nenn-Bruchlasten von Stahldrähten genannter Machart über die Faustregel BL = 50 x d² ermittelt werden.
Für 10 mm starke Drähte ergeben sich folgende Berechnungsgrundlagen:
| BL = | d x d x 50 = | 1 x 1 x 50 = | 50 | [kN] | |
| BL = | d x d x 50 = | 10 x 10 x 50 = | 5.000 | [daN] |
Für 12 mm starke Drähte ergeben sich folgende Berechnungsgrundlagen:
| BL = | d x d x 50 = | 1,2 x 1,2 x 50 = | 72 | [kN] | |
| BL = | d x d x 50 = | 12 x 12 x 50 = | 7.200 | [daN] |
Da die Vorschrift sagt, dass bei "Einmal-Drähten" nur 80 % der Bruchlast als Einsatzfestigkeit angenommen werden dürfen, ergeben sich für das MSL der vorher beschriebenen Laschdrähte folgende Werte:
Für Drahtseile von 10 mm Durchmesser:
| MSL = | BL x 0,8 = | 50 x 0,8 = | 40 | [kN] | |
| MSL = | BL x 0,8 = | 5.000 x 0,8 = | 4.000 | [daN] |
Für Drahtseile von 12 mm Durchmesser:
| MSL = | BL x 0,8 = | 72 x 0,8 = | 57,6 | [kN] | |
| MSL = | BL x 0,8 = | 7.200 x 0,8 = | 5.760 | [daN] |
Auch bei "Einmal-Laschdrähten" kann aus den vorgegebenen Zahlenwerten unter Umgehung der Berechnung für das BL mittels einer direkten Faustregel das MSL ermittelt werden. Da das MSL maximal 80 % des BL betragen darf, lautet die Faustregel für das MSL für "Einmal-Laschdrähte":
| MSL = d² x 40 |
Für 10 mm-Drähte hätte die direkte Berechnung nach Faustregel so ausgesehen:
| MSL = | d x d x 40 = | 1 x 1 x 40 = | 40 | [kN] | |
| MSL = | d x d x 40 = | 10 x 10 x 40 = | 4.000 | [daN] |
Die Einsatzfestigkeit von 12-mm-Drähten wäre so zu bestimmen:
| MSL = | d x d x 40 = | 1,2 x 1,2 x 40 = | 57,6 | [kN] | |
| MSL = | d x d x 40 = | 12 x 12 x 40 = | 5.760 | [daN] |
Die ermittelten Festigkeitswerte gelten für die jeweiligen Seile im Einzelstrang. Bei mehrfach genommenen Seilen sind diese Werte entsprechend zu vervielfältigen. Aber Vorsicht: Durch die Umlenkung an Zurrpunkten, Schäkeln, Spannschrauben und anderen Befestigungselementen erfahren Drähte eine Schwächung, die umso größer ist, je kleiner das Verhältnis aus Umlenkdurchmesser D und Seildurchmesser d ist.
| Verhältnis D/d | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 |
| Festigkeit je Einzelstrang | 50 % | 65 % | 72 % | 77 % | 81 % | 85 % | 89 % | 93 % | 96 % | 99 % |
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Beispiel für die Schwächung eines Drahtseiles von 16 mm ø bei Umlenkung um einen Zurrpunkt von 20 mm ø sowie Beispiel für eine inhomogene Sicherung |
Der Zurrpunkt hat einen Durchmesser von D = 20 mm, das Drahtseil von d = 16 mm.
Das Verhältnis von D/d beträgt 20 mm/16 mm = 1,25.
Die Festigkeit pro Einzelstrang bestimmt sich aus der Tabelle mit ca. 68 % des Einzelstrangs.
Die theoretische Nenn-Bruchfestigkeit des doppelt genommenen Drahtseiles von 1,6 cm bzw. 16 mm ø beträgt nach den bisher genannten Faustregeln demnach:
1,6 x 1,6 x 50 x 0,68 = 87,04 kN. bzw.
d² x 50 x 0,68 = 16 x 16 x 50 x 0,68 = 8704 daN.
Da das MSL von "Einmal-Drähten" maximal 80 % des BL betragen darf, errechnet sich die Einsatzfestigkeit des Drahtpaares mit
87,04 kN x 0,8 = 69, kN bzw.
8704 daN x 0,8 = 6963,2 daN.
Das MSL des Zurrpunktes von 20 mm ø beträgt 50 % des BL, also d² x 20 x 0,5.
Je nachdem, ob eine kN- oder daN-Angabe gewünscht wird, ergeben sich folgende Kalkulationen:
| MSL = | d² x 20 x 0,5 = | 2 x 2 x 20 x 0,5 = | 40 | [kN] | |
| MSL = | d² x 20 x 0,5 = | 20 x 20 x 20 x 0,5 = | 4.000 | [daN] |
Da das Drahtpaar deutlich mehr hält als der Zurrpunkt, an dem es befestigt ist, wurde hier Material verschenkt. Eine Sicherung mit 16-mm-Drahtseilen an einem Zurrpunkt von 20 mm ist inhomogen und unwirtschaftlich.
Wie die folgende Tabelle zeigt, betrifft das jedoch nicht nur das 16-mm-Drahtseil. Für den zugrunde gelegten Zurrpunkt von 20 mm Durchmesser ist lediglich die Verwendung von "Einmal-Laschdrähten" mit einem Durchmesser von 8 mm wirtschaftlich, weil hier die Einsatzfestigkeit des Doppelstranges mit der Einsatzfestigkeit des Zurrpunktes nahezu übereinstimmt. Geringere Durchmesser nutzen die Festigkeit des Zurrpunktes nicht aus, größere Durchmesser nicht die Festigkeit der Zurrdrähte.
| Seil- durch- messer [mm] |
Bruchlast eines Doppelstranges | Prozent- satz MSL von BL |
Verhältnis der Zurrpunkt u. Draht ø | Restfestig- keit nach Krümmung |
MSL des Doppel- stranges unter Berück- sichtigung der Krümmung |
| d | 2 · d² · 50 | 80 % | D/d | lt. Tabelle | Faustregel [in kN] |
| 6 | 2 · 0,6 · 0,6 · 50 | 0,8 | 20/6 = 3,33 | ca. 87 % | 25,056 |
| 8 | 2 · 0,8 · 0,8 · 50 | 0,8 | 20/8 = 2,50 | 81 % | 41,472 |
| 10 | 2 · 1,0 · 1,0 · 50 | 0,8 | 20/10 = 2,00 | 77 % | 61,600 |
| 12 | 2 · 1,2 · 1,2 · 50 | 0,8 | 20/12 = 1,66 | ca. 74 % | 85,248 |
| 14 | 2 · 1,4 · 1,4 · 50 | 0,8 | 20/14 = 1,43 | ca. 71 % | 111,328 |
| 16 | 2 · 1,6 · 1,6 · 50 | 0,8 | 20/16 = 1,25 | ca. 68 % | 139,264 |
Bei wiederverwendbaren Laschdrähten geben die "Richtlinien für die sachgerechte Stauung und Sicherung von Ladung bei der Beförderung von Seeschiffen" an, dass nur 30 % der Nenn-Bruchfestigkeit als Einsatzfestigkeit gewertet werden dürfen.
Eine Tabelle des MSL unterschiedlicher Drahtstärken und Umlenkungen ergibt für derartige Drähte folgende Werte:
| Seil- durch- messer [mm] |
Bruchlast eines Doppelstranges | Prozent- satz MSL von BL |
Verhältnis der Zurrpunkt u. Draht ø | Restfestig- keit nach Krümmung |
MSL des Doppel- stranges unter Berück- sichtigung der Krümmung |
| d | 2 · d² · 50 | 30 % | D/d | lt. Tabelle | Faustregel [in kN] |
| 6 | 2 · 0,6 · 0,6 · 50 | 0,3 | 20/6 = 3,33 | ca. 87 % | 9,396 |
| 8 | 2 · 0,8 · 0,8 · 50 | 0,3 | 20/8 = 2,50 | 81 % | 15,552 |
| 10 | 2 · 1,0 · 1,0 · 50 | 0,3 | 20/10 = 2,00 | 77 % | 23,100 |
| 12 | 2 · 1,2 · 1,2 · 50 | 0,3 | 20/12 = 1,66 | ca. 74 % | 31,968 |
| 14 | 2 · 1,4 · 1,4 · 50 | 0,3 | 20/14 = 1,43 | ca. 71 % | 41,748 |
| 16 | 2 · 1,6 · 1,6 · 50 | 0,8 | 20/16 = 1,25 | ca. 68 % | 52,224 |
Offensichtlich ist nach dieser Tabelle nur die Verwendung von "Mehrwegdrähten" mit einem Durchmesser von 14 mm sinnvoll.
Die Festigkeit von Stahldrahtseilen wird insbesondere durch "scharfe Kanten" gemindert. Entsprechende Schutzmaßnahmen sind deshalb dringend anzuraten.
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Kantenschutz für Drähte an einer Bramme durch Autogummi-Segment |
Die Anbringung von Drahtseilen kann auf unterschiedliche Art und Weise vorgenommen werden. Die unterschiedlichen Methoden bedingen zugleich unterschiedliche Materialstärken und den Einsatz verschiedenartiger Hilfsmittel.