Über das Drehverhalten von Drahtseilen

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Beispiel 1: Ein Drahtseil vom Durchmesser 10mm und ein Drahtseil gleicher Machart vom Durchmesser 20mm werden mit der gleichen Last beaufschlagt. Welches Seil entwickelt das höhere Drehmoment? Man ist geneigt, voreilig zu antworten, das Seil vom Durchmesser 20mm werde das geringere Drehmoment aufweisen, da es etwa die vierfache Bruchlast des dünneren Seiles hat und deshalb spezifisch erheblich geringer belastet wird. In Wirklichkeit zeigt aber das stärkere Seil exakt das doppelte Drehmoment des dünneren. Die Erklärung ist sehr einfach: Die äußere Last bewirkt in beiden Seilen wegen der gleichen Seilaufbauten und der gleichen Flechtwinkel die gleichen Kraftkomponenten Fc in tangentialer Richtung. Im Seil vom Durchmesser 20mm besitzt jedoch diese Kraftkomponente Fc den doppelten Hebelarm (Bild 7). Gleiche Kraft • doppelter Hebelarm = doppeltes Drehmoment. Aus diesem Sachverhalt kann folgende Regel abgeleitet werden: Das Drehmoment einer Seilmachart wächst linear mit dem Seildurchmesser. Für die Praxis bedeutet dies: Je dünner das Seil, desto drehstabiler das System. Dies ist ein eindeutiger Pluspunkt für Drahtseile mit einem hohen Metallquerschnitt und mit einer hohen Drahtnennfestigkeit. 2R R Bild 7: Der Einfluß des Seilnenndurchmessers auf das Drehmoment Beispiel 2: Fc Fc Zwei Seile gleichen Durchmessers werden mit Lasten von 1t und von 2t beaufschlagt. Wie beeinflussen die unterschiedlichen Belastungen die Drehmomente der Seile? Die doppelt so große äußere Last erzeugt im zweiten Seil eine exakt doppelt so große Kraftkomponente Fc wie im ersten Seil (Bild 8). Bei gleichem Hebelarm R ergibt sich hieraus für das doppelt so stark belastete Seil exakt das doppelte Drehmoment. Aus diesem Sachverhalt kann die folgende Regel abgeleitet werden: Das Drehmoment eines nichtdrehungsfreien Seiles wächst linear mit der äußeren Last. 5
Wir haben also mittels dieser beiden einfachen Beispiele festgestellt, daß das Drehmoment eines Drahtseiles linear abhängt vom Seildurchmesser und der äußeren Belastung: Das Drehmoment ist proportional zum Produkt Last • Durchmesser Bild 8: Der Einfluß der Belastung auf das Seildrehmoment Weiterhin ist das Drehmoment eines Seiles natürlich abhängig von seinem Aufbau, das heißt von der Litzenzahl und den Macharten der Litzen, von den Schlaglängen und von der Schlagart (Kreuzschlag oder Gleichschlag). So ist beispielsweise in einem einlagigen Drahtseil die Kraftkomponente 6 R R Fc 2 Fc Fc = Fa • sin α umso größer, je größer der Flechtwinkel α, das heißt, je kürzer die Schlaglänge des Seiles ist. Der Einfluß dieser Größen kann in einem Faktor k zusammengefaßt werden. k stellt somit eine charakteristische Größe für die jeweilige Seilmachart dar. Unsere Gleichung für das Drehmoment eines Seiles nimmt dann folgende Form an: Seildrehmoment = k • Last • Seilnenndurchmesser M = k • P • d Bild 9 zeigt die Faktoren k für verschiedene Casar Spezialdrahtseile. Aus dem Bestreben von Gleichschlagseilen, sich im unbelasteten Zustand bei freiem Seilende stark zu entdrallen, wird oft gefolgert, daß diese Seile auch unter Last bei festen Seilenden ein höheres Drehmoment entwickeln. Dies ist nicht immer der Fall. Die Drehmomente von Casar Gleichschlagseilen liegen in der Regel niedriger als die Drehmomente von Casar Kreuzschlagseilen gleicher Machart. Für DIN- Seile ist häufig das Gegenteil richtig. 3. Der Verdrehwinkel des nichtdrehungsfreien Seiles. Ein nicht-drehungsfreies Seil wird unter Last immer versuchen, sein Drehmoment durch Schlagverlängerung, d. h. durch Aufdrehen um
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