Seilbahnbau Skriptum 2012 Innsbruck

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 Vorlesungsunterlagen SEILBAHNBAU am Institut f ür Infrastruktur, Arbeitsbereich intelligente Verkehrssysteme Universität Innsbruck Sommersemester 2012 Lektor: Dipl.-Ing. Dr. techn. Peter SEDIVY

Transcript of Seilbahnbau Skriptum 2012 Innsbruck

  • Vorlesungsunterlagen

    SEILBAHNBAU

    am Institut fr Infrastruktur, Arbeitsbereich intelligente Verkehrssysteme

    Universitt Innsbruck

    Sommersemester 2012

    Lektor: Dipl.-Ing. Dr. techn. Peter SEDIVY

  • Inhaltsverzeichnis

    1 ENTWICKLUNG DES SEILBAHNBAUES 2 TERMINOLOGIE

    3 SEILE

    3.1 Seildraht 3.1.1 Drahtherstellung 3.1.2 Querschnittsformen von Seildrhten 3.1.3 Prfung der Seildrhte

    3.2 Litze 3.3 Arten der Seilkonstruktionen 3.4 Seilherstellung 3.5 Normung und Begriffe 3.6 Erluterung zu Schlaglnge und Schlagwinkel 3.7 Berechnungsgren 3.8 Seillngung 3.9 Querschnittsverminderung 3.10 Seildrall 3.11 Kontrollen des Seiles 3.12 Seilschden 3.13 Wartung der Seile

    4 SEILVERBINDUNGEN 4.1 Seilsplei 4.2 Seilmuffen

    4.2.1 Vergussverbindung 4.2.2 Klemmenhlse

    4.3 Plattenklemme (Schraubklemme) 4.4 Trommelverankerung 4.5 Weitere Seilendverbindungen

    5 SEILSTATIK

    5.1 Leeres Seil 5.2 Die Seilkurve unter der Wirkung einer Einzellast 5.3 Die Seilkurve unter der Wirkung mehrerer Einzellasten 5.4 Tragseil der Zweiseilbahn 5.5 Fundamentalsatz der Seilstatik 5.6 Fixverankerte Seile (fix abgespannte Seile) 5.7 Spanngewichtshub 5.8 Sttzenlasten aus dem Seil

    6 FESTIGKEITSLEHRE DER SEILE

    6.1 Zugbeanspruchung 6.2 Biegebeanspruchung

    6.2.1 Biegung mit vorgegebener Krmmung 6.2.2 Biegung mit freier Krmmung 6.2.3 berlagerung der Biegerandspannungen

    6.3 Oberflchenpressung 6.4 Sekundre Biegebeanspruchung

  • 7 SEILBEMESSUNG

    7.1 Tragseil 7.2 Zug- und Gegenseile 7.3 Frderseil 7.4 Seile von Materialseilbahnen

    8 SEILBAHNSYSTEME

    8.1 Standseilbahn 8.2 People Mover, Cable Liner, MiniMetro 8.3 (Zweiseil-) Pendelbahn 8.4 Funifor 8.5 Zweiseilumlaufbahn 8.6 Einseilumlaufbahn 8.6.1 kuppelbare Einseilumlaufbahnen 8.6.2 festgeklemmte Einseilumlaufbahnen 8.6.3 Bemessung von Einseilumlaufbahnen 8.7 Gruppenumlaufbahn, Gruppenpendelbahn 8.8 Doppeleinseilumlaufbahn (DMC, DLM, Funitel) 8.9 Schlepplift 8.9.1 Schlepplifte mit niederer Seilfhrung 8.9.2 Schlepplifte mit hoher Seilfhrung

    Literaturhinweise Bemerkung: Die im Skriptum enthaltenen fotographischen Bilder wurden mit freundlicher Zustimmung der Herstellerfirmen aufgenommen.

    Bemerkung: Der eingerahmte Text dient ausschlielich der Erluterung und stellt keinen Prfungsstoff dar.

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    1 ENTWICKLUNG DES SEILBAHNBAUES

    400 v. Ch. wurde eine chinesische Tuschezeichnung angefertigt, auf der erstmals eine seilbahnhnliche Anlage

    (Zweiseilbahn) zum Transport von Steinen zum Bau einer Befestigung dargestellt ist.

    1200 wurden in Japan Seilbahnen zum Gter- und Personentransport ber Schluchten errichtet.

    1405 wurde in Europa erstmals in einem Buch zur Bergbaukunde eine Einseil-Materialbahn mit Kurbelantrieb

    erwhnt.

    1411 wurde erstmals in einem Buch eine Einseilbahn mit geschlossener Seilschleife erwhnt.

    1617 gibt Faustus Verantius eine vollkommene Darstellung einer Seilfhre zur Personenbefrderung wieder.

    1834 erfand der Bergrat Albert in der Bergbaustadt Clausthal im Harz das Drahtseil.

    1837 baute Wurm in Wien die erste Verseilmaschine.

    1862 wurde die erste ffentlich verkehrende Standseilbahn in Lyon errichtet.

    1868 erste Einseilbahn in England.

    1873 ging die erste Cable-Car der Welt in San Franzisko in Betrieb.

    1874 wurde in Htteldorf bei Wien die erste kuppelbare Standseilbahn errichtet.

    1894 wurde vermutlich die erste Pendelbahn zum ffentlichen Verkehr in Mailand in Betrieb genommen.

    1908 erster Ski-Schlepplift im Schwarzwald.

    1915 Im Zuge des sterreich-italienischen Alpenkrieges entdeckte der Sdtiroler Luis Zuegg die modernen

    Seilspannungsgesetze

    1926 erste Pendelbahn in sterreich auf die Rax bei Wien.

    1935 erste Sesselbahn in Sun Valley (USA).

    1945 erste kuppelbare Sesselbahn in Flims (CH)

    1946 erster fixer Einersessellift in sterreich (Bad Gastein)

    Von da an erfolgten die touristische Erschlieung der Berge mit Hilfe der Seilbahnen und die rasante technische

    Entwicklung der Seilbahnen weltweit.

    1984 wurde die erste DMC (Double-Mono-Cable) von Denis Creissels in Serre-Chevalier (Frankreich)

    errichtet.

    1985 erste Luftkissen-Standseilbahn in Serfaus.

    1987 erstes Fahrgastfrderband bei einer fixgeklemmten Sesselbahn in Obergurgl.

    1991 Inbetriebnahme der neuartigen 3-S-Bahn in Saas Fee.

    2004 Inbetriebnahme der ersten 3-S-Bahn in sterreich (Kitzbhel)

    2010 erste Seilbahn System FUNIFOR in sterreich (Bezau)

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    Weltweit stehen ca. 30000 Seilbahnen (ca. 11000 Seilschwebebahnen und Standseilbahnen und

    ca. 19000 Schlepplifte) in Betrieb. Die Gesamtfrderleistung betrgt ca. 20 Mio. Pers/h.

    Entwicklung des Seilbahnbaues in sterreich

    Die ersten Seilbahnen in sterreich waren Standseilbahnen. 1874 wurde eine Standseilbahn auf die

    Sophienalpe (Ausflugsort bei Wien) errichtet. Allerdings wurde der Betrieb dieser Seilbahn nach

    wenigen Jahren wieder eingestellt. 1892 folgte die Salzburger Festungsbahn, 1894 die Grazer

    Schlossbergbahn und 1906 die Hungerburgbahn (Innsbruck). Nach in der Zwischenzeit erfolgten

    Umbauten sind diese heute noch in Betrieb.

    Eine lebhafte Bauttigkeit setzte in sterreich in der Zwischenkriegszeit ein, als die "klassischen"

    Pendelbahnen, z.B. Raxbahn (1926), Tiroler Zugspitzbahn (1926), Nordkettenbahn in Innsbruck,

    Hahnenkammbahn in Kitzbhel, zuletzt die Galzigbahn in St. Anton/Arlberg (1938) errichtet wurden.

    Etwa die Hlfte dieser Seilbahnen ist heute nicht mehr in Betrieb. Sie wurden abgetragen und durch

    moderne Pendelbahnen oder andere Seilbahnsysteme ersetzt.

    Nach dem 2. Weltkrieg wurde erst Anfang der 50-er Jahre neuerlich in grerem Umfang mit dem

    Bau von Seilbahnen, vornehmlich in Fremdenverkehrsgebieten begonnen. Aus den zaghaften

    Anfngen hat sich dabei ein bedeutender Wirtschaftszweig entwickelt, der besonders in den 70-er

    Jahren stark expandierte. Die rege Bauttigkeit hat aber bis heute nicht nachgelassen.

    Nach 1950 wurden zunehmend Einseilsysteme gebaut, zunchst festgeklemmte Sessellifte mit

    Einzelsitzen, ab 1954 mit Doppelsessel und ab Mitte der 70-er Jahre auch mit mehrpltzigen

    Sesseln.

    Mitte der 50-er Jahre wurden als "Massentransportmittel" kuppelbare Zweiseilumlaufbahnen (ein

    Tragseil und ein Zugseil) gebaut, von denen einige noch in Verwendung stehen. 2004 ging die erste

    Umlaufbahn mit 3 Seilen (zwei Tragseile und ein Zugseil) in Kitzbhel als kuppelbare Umlaufbahn in

    Betrieb.

    Im Vergleich zum Ausland wurde die erste kuppelbare Einseilumlaufbahn mit geschlossenen

    Wagenksten in sterreich erst relativ spt (1972) errichtet (im Ausland, insbesondere in der

    Schweiz bereits seit Ende der 50-er Jahre in Verwendung).

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    Waren zuerst 4 Personen je Wagen das Maximum sind es derzeit 15 Personen (Talbahn in

    Nassfeld, EUB Steinplatte in Waidring, EUB Mauterndorf). Der grte Wagenfassungsraum eines

    Einzelwagens bei einem Umlaufbahnsystems betrgt dzt. 24 Personen (Doppeleinseilumlauf Funitel,

    erstmals in Hintertux).

    Seit 1976 werden auch kuppelbare Sesselbahnen errichtet, wobei bei modernen Anlagen im

    Allgemeinen Sessel mit 4 oder 6 Pltzen, seit 1999 auch mit 8 Pltzen verwendet werden.

    In sterreich stehen derzeit etwa 3200 Seilbahnen, davon etwa 2000 Schlepplifte, in Betrieb. Nur in

    den USA sind mehr Seilbahnen in Betrieb als in sterreich.

    In sterreich werden jhrlich mehr Personen mit Seilbahnen befrdert (600 Mio./Jahr), als mit

    Eisenbahnen und Linienbussen gemeinsam.

    Auf dem Materialseilbahnsektor ist die Bauttigkeit im Inland derzeit praktisch zum Erliegen

    gekommen.

    Seilbahnen, Gesetzliche Grundlagen in sterreich

    Seilbahnen sind gesetzlich den Eisenbahnen zugeordnet. Grund fr diese Zuordnung ist die mit

    Eisenbahnen gleichartige Zwangsspurfhrung. Mit dem Seilbahngesetz 2003 (SeilbG 2003) wurde

    eine neue gesetzliche Basis geschaffen. Bis dahin waren Seilbahnen im Eisenbahngesetz 1957

    verankert.

    erluternde Bemerkung

    Schlepplifte sind seit Seilbahngesetz 2003 nunmehr auch Seilbahnen. Vor 2003 waren sie gewerbliche Betriebe.

    Mit dem Inkrafttreten des SeilbG 2003 wurde die Richtlinie 2000/9/EG vom 20. Mrz 2000 der

    europischen Union in sterreich umgesetzt. Auf Grundlage der Richtlinie 2000/9/EG wurden

    Seilbahnnormen (Auflistung siehe Anhang) europaweit harmonisiert. Die letzte Norm der

    harmonisierten EN-Normen Sicherheitsanforderungen fr Seilbahnen fr den Personenverkehr

    erschien im Jnner 2006.

    erluternde Bemerkung

    Die Ausfhrung einer Seilbahn wird sehr stark von den in den einzelnen Staaten und Lnder anzuwendenden technischen Regelwerken beeinflusst. So war z.B. der grtzulssige Bodenabstand in jedem Staat verschieden festgelegt. Oder der Nachweis der Dauerfestigkeit eines Fahrzeuges unterlag verschiedenen einzelstaatlichen Bestimmungen. Das fhrte dazu, dass fr einen neuen Fahrzeugtyp auf mehreren Arten dessen Dauerfestigkeit nachzuweisen war. Technisch war diese Vorgangsweise nicht nachvollziehbar und begrndbar und erschwerte fr den Hersteller der Fahrzeuge die Einfhrung eines neuen Produktes.

    Jede Seilbahn fr den Personenverkehr (mit Ausnahme der Schlepplifte und Materialseilbahnen mit

    Werksverkehr oder mit eingeschrnktem ffentlichem Verkehr) bentigt fr den Bau und Betrieb

    eine Konzession. Damit erwirbt der Betreiber, das Seilbahnunternehmen, das Recht auf den Bau

    und Betrieb einer Seilbahn (Einnahmen durch den Verkauf von Fahrkarten, Konkurrenzierungs-

    rechte); er bernimmt damit aber auch die Verpflichtung der Befrderung (Fahrplan, Betriebszeiten).

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    erluternde Bemerkung

    Mit der Konzession erwirbt das Seilbahnunternehmen das Recht auf eine gewisse Zeit (zwischen 30 und 50 Jahren) ohne Konkurrenz die Seilbahn auf der Strecke von A nach B bauen und betreiben zu drfen. Er hat somit das Recht bei einem geplanten Bau einer Seilbahn, die in unmittelbarer Nhe von seiner errichtet werden soll, dagegen Einspruch zu erheben. Das Konkurrenzierungsrecht stammt aus Zeiten, wo Eisenbahnlinien neu errichtet wurden. In einem Skigebiet heutigen Umfanges und moderner Struktur fhrt dieses Recht oft zu absurden Situationen.

    Die behrdliche Zustndigkeit fr Seilbahnen in sterreich ist in Abhngigkeit vom Seilbahnsystem

    zwischen dem Bund und den Bundeslndern aufgeteilt. So befinden sich in Bundeskompetenz alle

    Standseilbahnen, Seilschwebebahnen im Pendelbetrieb (vulgo Pendelbahnen), Zweiseilbahnen,

    Doppeleinseilumlaufbahnen, Gruppenumlaufbahnen, Kombibahnen und kuppelbare Seilbahnen mit

    geschlossenen Fahrzeugen. In Landeskompetenz befinden sich Schlepplifte, fixgeklemmte

    Sesselbahnen und Materialseilbahnen. Bei kuppelbaren Sesselbahnen ist eine geteilte Zustndigkeit

    gegeben. Die Konzessions- und die Baugenehmigungskompetenz liegt beim Bund; die Betriebs-

    bewilligungs- und die Aufsichtskompetenz im Betrieb der Seilbahn beim jeweiligen Bundesland

    (genauer beim jeweiligen Landeshauptmann).

    Fr jede neu zu errichtende Seilbahn fr den Personenverkehr, aber auch fr jeden Umbau einer

    bestehenden Seilbahnanlage, sind eine Baugenehmigung und eine Betriebsbewilligung erforderlich.

    Die Baugenehmigung erfolgt anhand eines Bauentwurfes. Seit Inkrafttreten des SeilbG 2003 ist

    erstmals in sterreich, so wie in den meisten europischen Lndern, die Erstellung einer Sicher-

    heitsanalyse erforderlich, in der alle Gefhrdungen von der Seilbahn selbst (Absturz, Kollision,

    Entgleisen usw.) als auch die von auen auf die Seilbahn wirkenden mglichen Gefhrdungen

    (Lawinen, Brand, Erdbeben usw.) sicherheitstechnisch zu betrachten sind.

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    2 TERMINOLOGIE

    SEILBAHN: Verkehrsmittel fr den Transport von Personen oder Lasten in Fahrzeugen, wobei diese

    durch ein oder mehrere Seile getragen und bewegt oder nur bewegt werden.

    STANDSEILBAHN: Seilbahn, bei der das Laufwerk der Fahrzeuge (Wagen) auf Schienen gefhrt

    wird und von einem oder mehreren Seilen gezogen werden.

    SEILSCHWEBEBAHN: Seilbahn, bei der das Laufwerk oder Gehnge der Fahrzeuge auf einem

    oder mehreren zwischen frei stehenden Sttzen gespannten Seil gefhrt und gezogen wird.

    ZWEISEILBAHN: Seilschwebebahn, bei dem die Fahrzeuge durch mindestens ein Tragseil

    getragen und durch mindestens ein Zugseil bewegt werden.

    EINSEILUMLAUFBAHN: Seilschwebebahn, bei welcher die Fahrzeuge durch ein Seil (Frderseil) getragen und bewegt werden.

    KOMBIBAHN: Einseilumlaufbahn, bei der auf dem Frderseil gleichzeitig Kabinen und Sessel

    befrdert werden.

    DOPPELEINSEILUMLAUFBAHN: Seilschwebebahn, bei der die Fahrzeuge durch zwei synchron

    laufenden parallelen Frderseilschleifen (DMC Double Monocable) oder einer Doppelschleife (DLM Double Loop Monocable) getragen und bewegt werden.

    SCHLEPPLIFT: Seilbahn, bei der Personen auf Skiern oder anderen Sportgerten auf einer

    Schleppspur mittels einem Gehnge durch ein Seil gezogen werden.

    SEILBAHN im PENDELBETRIEB: Seilbahn, bei der das bewegende Seil seine Bewegungsrichtung

    nach jedem Fahrtspiel umkehrt; bei der also die Fahrzeuge oder Gruppen von Fahrzeugen zwischen

    den Stationen pendeln.

    SEILBAHN im UMLAUFBETRIEB: Seilbahn, bei der das bewegende Seil immer in derselben

    Bewegungsrichtung luft, wobei kontinuierlicher oder intermittierender Betrieb mglich ist, also bei

    der die Fahrzeuge in gleich bleibender Richtung verkehren.

    PERSONENSEILBAHN: Seilbahn, die der Befrderung von Personen dient.

    MATERIALSEILBAHN: Seilbahn, die der Befrderung von Materialien (z.B. Schttgut) dient.

    KUPPELBARE SEILBAHN: Seilbahn, bei denen die Fahrzeuge in den Stationen vom Zug- oder

    Frderseil getrennt werden.

    FESTGEKLEMMTE SEILBAHN: Seilbahn bei der die Fahrzeuge in den Stationen vom Zug- oder

    Frderseil nicht getrennt werden.

    FAHRZEUGE (FAHRBETRIEBSMITTEL): geschlossene Befrderungsmittel (Wagen, Kabinen) oder

    offene Befrderungsmittel (Sessel, Stehkorb) ohne eigene Antriebsenergie, ausschlielich durch die

    Zugwirkung des Zug- oder Frderseiles bewegt.

    erluternde Bemerkung

    Die sterreichische Terminologie hat zwischen Fahrzeuge und Fahrbetriebsmittel unterschieden. Das Fahrzeug wird durch eigene Antriebsenergie bewegt (z.B. LKW, Auto, Eisenbahn). Dies trifft bei einer Seilbahn nicht zu. Der in Deutschland gngige Ausdruck Fahrzeug wurde bei der europaweiten Harmonisierung der Normen bernommen.

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    3 SEILE

    So vielseitig die Verwendung der Drahtseile in der heutigen Technik ist, so verschieden sind auch

    die Seile selbst, deren Werkstoff und Aufbau dem jeweiligen Verwendungszweck angepasst sein

    muss.

    Das Stahldrahtseil ist zweifellos das wichtigste Bauelement des Seilbahnbaues. Die groe Bedeu-

    tung, die dem Seil zukommt, zeigt sich in den umfangreichen wissenschaftlichen Arbeiten, die fr

    die Herstellung, Berechnung und Verwendung der Seile geleistet werden.

    erluternde Bemerkung Die Herstellung von Drhten durch Drahtziehen wurde bereits im Mittelalter erfunden. Aber erst 1834 wurde das erste Stahldrahtseil moderner Ausfhrung von Oberbergrat Albert fr die Grube Carolina bei Clausthal im Harzgebirge in Handarbeit hergestellt. Das Seil war aus 3 Litzen mit je 4 Drhten von 3,5 mm Durchmesser in Gleichschlag (daher auch die noch veraltete Ausdrucksweise: Albertschlag) hergestellt; Drahtfestigkeit ca. 400 N/mm, Drahtlnge ca. 20 bis 40 m. Die praktische Einsatzmglichkeit des Stahldrahtseiles in grerem Umfang ergab sich erst durch die Verbesserungen der Drahtziehmethoden und schlielich durch die Erfindung der Verseilmaschine durch den Wiener Mechaniker Wurm bei der Fa. Felten & Guilleaume 1840. Erst damit konnten Seilbahnen bis hin zu den modernsten Systemen entwickelt werden.

    Ein Drahtseil besteht aus Drhten, die zu Litzen verseilt werden und aus einer Einlage, um die die

    Litzen verseilt sind.

    1 Drahtseil 2 Draht 3 Litze 4 Einlage

    Abb.: Bestandteile eines Seiles

    3.1 SEILDRAHT

    3.1.1 Drahtherstellung

    Ausgangsmaterial fr die Drahtherstellung von Seilen fr Seilbahnen ist unlegierter Kohlenstoffstahl

    mit 0,5 % bis 1,0 % C-Gehalt in Form von Walzdraht, Drahtdurchmesser 9 - 12 mm.

    Drhte haben blicherweise einen kreisfrmigen Querschnitt. Diese werden als Runddrhte be-

    zeichnet. Bei der Drahtherstellung wird die bei einer Kaltverformung von Stahl entstehende

    Festigkeitssteigerung ausgenutzt, um Drhte mit der gewnschten Festigkeit zu erhalten. Die Kalt-

    verformung wird beim Ziehen des Drahtes durch im Querschnitt abgestufte Ziehdsen (Ziehsteine)

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    erzielt, wodurch die gewnschte Kaltverformung in Form einer Querschnittsabnahme erreicht wird.

    Bei der Herstellung von Runddrhten hat der Ziehstein (Ziehdse) einen kreisrunden Querschnitt.

    Bei der Herstellung von Formdrhten (beliebiger Querschnitt der Drhte) ist eine entsprechend

    geformte Ziehdse erforderlich.

    Die Kaltverformung bewirkt im Draht auer der Festigkeitssteigerung auch eine Verminderung des

    Verformungsvermgens und damit eine Versprdung. Dies ist vor allem an einer Verminderung der

    Bruchdehnung und der Brucheinschnrung des Werkstoffes im Zugversuch zu erkennen.

    Vor dem Ziehen muss der Draht einer Wrmebehandlung unterworfen werden, um ein gnstiges

    metallographisches Ziehgefge zu erreichen (Glhen auf fein lamellaren Sorbit = Patentiergefge).

    Beim Ziehen kommt es wieder zu einer Vergrberung des Gefges, was einer Versprdung des

    Werkstoffes entspricht. Daher sind nach mehreren Zgen Zwischenglhungen (Patentieren) des

    Drahtes erforderlich.

    Die Bruchfestigkeit des Ausgangsmaterials betrgt 700 - 1000 N/mm je nach C-Gehalt.

    Die Bruchfestigkeit des fertigen Stahldrahtes betrgt bis zu 2200 N/mm (fr Seilbahnseile) und

    darber.

    Die Drhte werden blank oder aus Grnden des Korrosionsschutzes verzinkt gezogen.

    3.1.2 Querschnittsformen von Seildrhten

    Runddraht mit einem Kreisquerschnitt

    Formdrhte

    - Keildraht mit einem trapezfrmigen Querschnitt (T)

    - Z-Draht mit einem Z-frmigen Querschnitt (Z)

    - Taillendraht mit Ausnehmungen fr einen Runddraht (H)

    - Sonderformen

    Abb.: Drahtformen

    Die Formdrhte (Keildraht, Z-Draht, Taillendraht) knnen als Auenlagen ber das durch Rund-

    drhte gebildete innere Seil angebracht werden und haben den Zweck die Oberflche des Seiles zu

    formen. Diese Seilkonstruktionen werden als verschlossene Seile bezeichnet. Die Verbindungs-

    flche Runddraht-Formdraht ergibt jedoch keinen ausreichenden Verschluss in der Auenlage

    gegen Eindringen von Feuchtigkeit.

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    3.1.3 Prfung der Seildrhte

    Die Anforderungen an die Seildrhte und die zulssigen Abweichungen sowie die Prfmethodik

    sind in den Normen NORM EN 10264-1 bis 10264-4 festgelegt.

    Demnach sind zu prfen:

    - Matoleranzen: Durchmessertoleranz;

    - mechanische Eigenschaften: Zugfestigkeit, Hin- und Herbiegeversuch, Verwindeversuch;

    - Anforderungen an die chemische Zusammensetzung des Stahldrahtes;

    - Anforderungen an berzge: Zink oder Zinklegierung nach NORM EN 10244-2.

    erluternde Bemerkung Die Biegezahl ist ein Ma fr das Verformungsvermgen des Drahtes und gibt eine Aussage im Hinblick auf die Verseilung und die Beanspruchung im Seil. Die Verwindezahl ist ein Ma fr das Verformungsvermgen und die Homogenitt des Drahtmateriales, sowie fr die Gleichmigkeit des Ziehgefges.

    3.2 LITZE

    Eine Litze entsteht, wenn Drhte in einer oder mehreren Lagen um einen gemeinsamen Kerndraht

    verseilt werden. Sie ist das Aufbauelement der Litzen- und Litzenspiralseile. Die Litzen werden in

    verschiedenen Macharten hergestellt:

    einlagige Litze parallel verseilte Litze (mindestens zwei Drahtlagen)

    Machart Seale Machart Warrington

    Machart Filler (Flldraht) Machart Warrington-Seale

    Kernlitze

    nichttragende Flldrhte

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    Die Litzen der Seilbahnseile weisen durchwegs einen Kerndraht und mindestens zwei

    Drahtlagen auf. Ausnahme dazu ist eine der drei Warrington-Seale Macharten. Dabei ist der

    Kerndraht durch eine Kernlitze ersetzt. (oben dargestellt)

    Wird eine Anzahl von Litzen um die Einlage geschlagen, entsteht ein Rundlitzenseil, oder allgemein

    Litzenseil.

    Wird um eine Litze weitere Drahtlagen geschlagen, entsteht das Litzenspiralseil oder Spiralseil.

    3.3 ARTEN DER SEILKONSTRUKTIONEN

    Nicht alle der mglichen Seilkonstruktionen werden auch fr Personenseilbahnen verwendet. Die

    nachfolgenden Angaben sind der NORM EN 12385-2 entnommen.

    Spiralseil:

    Verwendung als Tragseil.

    Das Seil ist aus Runddrhten mit (blicherweise)

    gleichem Nenndurchmesser (Drhte in den Lagen gegen-

    sinnig geschlagen). Solche Seile werden heute nur mehr

    fr Materialseilbahnen als Tragseil verwendet. Nachteil:

    Bei Bruch eines Auendrahtes treten die Enden des

    gebrochenen Drahtes und der Draht selbst sehr leicht aus

    dem Seilverband heraus.

    vollverschlossenes Spiralseil:

    Verwendung als Tragseil.

    Um ein Kernseil aus Runddrhten (Spiralseil) werden eine

    oder mehrere Lagen aus Formdrhten gegensinnig ge-

    schlagen;

    fr Materialseilbahnen: mindestens 1 Formdrahtlage

    in der Auenlage.

    fr Personenseilbahnen: mindestens 2 Formdraht-

    lagen in den Auenlagen.

    Durch die auenliegenden Formdrahtlagen wird ein Aufsteigen eines Runddrahtes aus dem

    Seilverbund verhindert. Bei Drahtbruch eines auenliegenden Formdrahtes kann die Bruchstelle

    durch Verlten gefllt werden. Der Draht ist als nicht tragend zu bewerten.

    erluternde Bemerkung

    Hinsichtlich der Schlagrichtung und Lage der Profildrhte in der Auenlage gilt: die Drhte sollten so befahren werden, dass sie sich infolge Belastung durch die Laufrollen des Fahrzeuges am Fu des Nachbardrahtes, und nicht auf einer allenfalls darunter befindliche Runddrahtlage absttzen knnen. Um eine Lastverteilung der von Laufrollen aufgebrachten punktfrmigen Belastung auf das Spiralseil zu erzielen sind fr Personenseilbahnen immer mindestens zwei Formdrahtlagen in gegensinniger Schlagrichtung vorgesehen.

    Kerndraht

    1. Lage

    2. Lage

    3. Lage Auenlage

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    Litzenspiralseil:

    Verwendung als Tragseil.

    Das Seil ist aus gleichartig aufgebauten Litzen (blicherweise) in Kreuzschlag hergestellt. Fallweise

    kann die Kernlitze einen anderen Aufbau als die Litzen der einzelnen Lagen aufweisen. Es

    entstehen zwischen den Litzenlagen Drahtkreuzungen, daher sind Druckkerben und daher

    Dauerbrche eher mglich; ungnstig fr die Lebensdauer.

    Litzenseil:

    Verwendung als Zug- und Frderseile.

    Eine Anzahl von gleichartig aufgebauten Litzen wird in einer Lage (oder mehreren Lagen) um eine

    Einlage geschlagen. Die Litzen werden in verschiedenen Macharten, die Seile mit verschiedener

    Litzenanzahl hergestellt. Die Einlage dient zur Bettung der Litzen und wurde frher ausschlielich

    als Fasereinlage ausgefhrt. Derartige Seile werden vor allem dort angewendet, wo die Seile hufig

    auf Biegung beansprucht werden.

    Litzenseil aus einlagigen Litzen mit einem Seilnenndurchmesser 7 bis 32 mm

    Litzenseil in Machart Seale Seilnenndurchmesser 20 bis 54 mm

    Litzenseil in Machart Warrington Seilnenndurchmesser 20 bis 54 mm

  • SEILBAHNBAU

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    Litzenseil in Machart Filler Seilnenndurchmesser 20 bis 54 mm

    Litzenseil in Machart Warrington-Seale Seilnenndurchmesser 28 bis 60 mm

    Seil mit verdichteten Litzen (Seil mit kompaktierten Litzen):

    Verwendung als Zug- oder Frderseile.

    Das Seil stellt eine Sonderform eines Litzenseiles dar, bei dem Runddrhte in konventioneller

    Weise zu Litzen geschlagen werden. Anschlieend werden die Litzen vor dem Verseilen einem

    Verdichtungsverfahren (plastische Verformung z.B. durch Ziehen, Walzen oder Hmmern)

    unterzogen, wodurch sich der Durchmesser der Litzen entsprechend verkleinert, die Quer-

    schnittsformen der Drhte (insbesondere der Drhte in der Auenlage) entsprechend "verquetscht"

    werden, jedoch der metallische Querschnitt der Drhte erhalten bleibt. Bei nahezu gleichem

    metallischem Querschnitt (daher nahezu gleicher Bruchlast) wird dadurch ein kleinerer

    Seildurchmesser erhalten. Die Oberflche der Litzen wird geglttet, wodurch sich der Fahrkomfort

    erhht (ruhigerer Seillauf). Die Berhrungslinien der Einzeldrhte vergrern sich zu Flchen.

    Seile aus verdichteten Litzen haben eine hhere Bruchkraft und Flexibilitt gegenber Seilen aus

    konventionellen Litzen mit gleichem Durchmesser und Nennfestigkeit.

    Rundlitzenseil mit verdichteten Litzen

    Litze vor dem Verdichten Litze nach dem Verdichten

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    Abb.: Rundlitzenseil mit verdichteten

    Litzen (keine Runddrhte mehr)

    Litzenseil mit Kunststoffzwischenlage: (Seil mit gepolsterter Einlage)

    Die Kunststoffzwischenlage aus einem Massiv-Polymer zwischen

    den Litzen ist eine neuere Seilbauart, bei der eine vorgeformte

    Kunststoffeinlage gemeinsam mit den Litzen zu einem Seil

    geschlagen wird. Die Kunststoffeinlage vermeidet die Flanken-

    berhrung der Auenlitzen, hlt das Seilgefge zusammen, wirkt

    einer Korbbildung entgegen, schliet die Schmiermittel ein, wirkt

    inneren Drahtbrchen entgegen und absorbiert dynamische

    Beanspruchungen.

    Seil mit Fllung aus Massiv-Polymer:

    Seil, dessen freie Innenrume mit einem Massiv-Polymer ausgefllt sind. Das Polymer reicht bis

    zum ueren Umfang des Seils oder etwas darber hinaus. Diese Seilmachart zeichnet sich durch

    eine extreme Laufruhe und Geruscharmut im Betrieb aus. Es wird nur in Sonderfllen verwendet.

    3.4 SEILHERSTELLUNG

    Fr die Verseilung wird blicherweise eine Korbverseilmaschine verwendet. Die Drhte oder Litzen

    werden um eine Achse (bei Litzen meist ein Kerndraht, bei Seilen eine Einlage) geschlagen und

    dabei gleichzeitig durch den Verseilkopf gezogen, wodurch die Schraubenlinienform des Drahtes

    bzw. der Litze im Seil entsteht. Die Schlaglnge im Seil ergibt sich aus der Drehzahl, mit der die

    Drhte (Litzen) um die Achse geschlagen werden, und der Geschwindigkeit, mit der das Seil aus

    der Maschine gezogen wird. Im Verseilkopf wird das flssige (warme) Schmiermittel eingebracht,

    berschssiges Schmiermittel wird unmittelbar nach dem Verseilkopf wieder abgestreift, so dass

    die Seiloberflche mglichst fettfrei ist. Vor dem Verseilkopf werden die Drhte bzw. Litzen

    vorgeformt, so dass sie sich besser in den Litzen- bzw. Seilverband einlegen, nach dem Verseilkopf

    wird das Seil durch einen Richtapparat gezogen, um Verseilspannungen abzubauen; dies ergibt die

    drall- und spannungsarme Ausfhrung.

  • SEILBAHNBAU

    13

    3.5 NORMUNG UND BEGRIFFE

    Seilbahnseile sind in der Normenreihe NORM EN 12385 genormt. In diesen Normen sind Begriffe,

    Berechnungsgren, Seilaufbau mit Angabe der Drahtnenndurchmesser, Festigkeitsstufen der

    Seildrhte, Qualittsanforderungen an Seildrhte und an Seile etc. festgelegt.

    Seil/Litzendurchmesser

    Durchmesser des dem Seil bzw. der Litze umschriebenen Kreises.

    Abb.: Definition des Seildurchmessers

    Einlage (C)

    Material, das zur Bettung (vornehmlich) der Litzen im Seil dient.

    - weiche Einlage aus Natur- oder Kunstfaserseilen oder aus Kunststoff (Seilseele)

    - harte Einlage aus Stahldraht, aus einer Stahl-Litze oder aus einem Kernseil aus Stahldraht

    Fasereinlage (FC)

    Die Einlage wird entweder aus Naturfasern (NFC) oder aus Synthetikfasern (SFC) hergestellt.

    erluternde Bemerkung

    Fasereinlagen werden blicherweise in der Reihenfolge Fasern zu Garnen, Garne zu Litzen und Litzen zum Seil hergestellt.

    Stahleinlage (WC)

    Einlage aus Stahldrhten, die als Drahtlitze (WSC) oder als unabhngig verseiltes Drahtseil

    (IWRC) ausgefhrt ist

    erluternde Bemerkung

    Die Stahleinlage und/oder ihre Auenlitzen knnen auch mit Fasern oder Massiv-Polymer ummantelt sein.

  • SEILBAHNBAU

    14

    Einlage aus Massiv-Polymer (SPC)

    Einlage aus einem Massiv-Polymerwerkstoff, die eine zylindrische Form oder eine zylindrische

    Form mit Rillen aufweist. Sie darf auch ein Innenelement aus Draht (Drhten) oder Fasern

    enthalten.

    Die Einlage hat die Aufgabe, die durch die Seilspannkraft entstehenden radialen Krfte der Litzen

    aufzunehmen und so das gegenseitige Absttzen der Litzen (Gewlbewirkung) zu verhindern.

    Durch das Einbetten der Litzen in die Einlage (Setzen des Seiles) kommt es zu einer bleibenden

    Dehnung des Seiles infolge der Betriebsbelastung. Diese Dehnung betrgt je nach Seilkonstruktion

    etwa 1,5 % bis 3 % und kann durch Wahl von einem mglichst druckfesten Einlagewerkstoff

    entsprechend vermindert werden.

    erluternde Bemerkung

    Seildehnungen erfordern bei Zug- und Frderseilen ein mehrmaliges Krzen des Seiles (neuer Seilsplei), um nicht allzu groe Spannwege ausfhren zu mssen. Zu harte Einlagewerkstoffe fhren zu erhhter Beanspruchung der Seildrhte.

    Drall- und spannungsarme Ausfhrung

    Ausfhrung, bei der die Drhte oder Litzen den Litzen- bzw. den Seilverband nicht oder nur gering

    verlassen, wenn man die Seilenden freigibt; dies wird durch Vorformung und Nachformung erreicht.

    Durch spezielle Seilkonstruktionen kann ein drehungsarmes Seil, das unter Belastung nur ein

    vermindertes Drehmoment erzeugt, erreicht werden.

    Schlaglnge und Schlagwinkel

    Ganghhe bzw. Steigungswinkel der Schraubenlinie der Drhte oder Litzen.

    Abb.: Definition der Schlaglnge einer Litze (rechtsgngig) und eines Seiles (Kreuzschlag)

    Die Schlaglnge ist der parallel zur Seil/Litzenlngsachse verlaufende Abstand, innerhalb dessen

    ein Auendraht eine vollstndige Windung um die Achse der Litze/des Seiles vollfhrt.

    Der Schlagwinkel ist der Winkel der Drhte in der Auenlage zur Lngsachse der Litze.

    Schlagrichtung

    Richtung der Schraubenlinie der einzelnen Drhte in den Litzen oder der Litzen im Seil (rechts-

    gngig oder linksgngig). EN 12385-2 unterscheidet:

    Schlagrichtung der Litze (z oder s): Richtung rechts (z) oder links (s) entsprechend der Schlag-

    richtung der Auendrhte in Bezug zur Lngsachse der Litze.

  • SEILBAHNBAU

    15

    Abb.: Definition der Schlagrichtung Litze: z (rechtsgngig), s (linksgngig)

    Schlagrichtung des Seiles (Z oder S): Richtung rechts (Z) oder links (S) entsprechend der

    Schlagrichtung der Litzen in Bezug zur Lngsachse des Seiles.

    Schlagart

    bezeichnet die Schlagrichtung der Drhte in den Litzen in Bezug auf die Schlagrichtung der Litzen

    im Seil, bzw. die Schlagrichtung in zwei aufeinanderfolgenden Drahtlagen eines Seiles:

    - Kreuzschlag (nur fr Litzenseile definiert: sZ oder zS)

    - Gleichschlag (nur fr Litzenseile definiert: zZ oder sS)

    Abb.: Kreuzschlag sZ und zS Abb.: Gleichschlag zZ und sS

    Schlagweise

    bezeichnet die Art der Verseilung der Drhte in den einzelnen Lagen einer Litze,

    - Normalschlag (Standardverseilung, Standardschlag)

    Die einzelnen Lagen sind gleichsinnig oder gegensinnig geschlagen. Die Drhte haben im

    Allgemeinen die gleichen Nenndurchmesser. Die Lagen haben meist gleiche Schlagwinkel,

    daher verschiedene Schlaglngen. Die Drhte von benachbarten Drahtlagen weisen

    Kreuzungen im Seilverband auf (Druckstellen, Druckkerben, Dauerbruchstelle), wobei bei

    gegensinniger Schlagart der Lagen die Drhte in der Litze oder im Seil mehr Kreuzungspunkte

    aufweisen als bei gleichsinniger Ausfhrung. Die Herstellung solcher Seile erfordert je

    Drahtlage einen gesonderten Arbeitsgang.

  • SEILBAHNBAU

    16

    - Parallelschlag (Parallelverseilung)

    Alle Drhte in der Litze haben die gleiche Schlaglnge, daher jedoch in den einzelnen

    Drahtlagen verschiedene Schlagwinkel. Die Litzen oder Seile knnen in einem Arbeitsgang

    verseilt werden. Die Drhte weisen untereinander Linienberhrung, daher weniger Druckstellen

    etc. auf, was gnstiger gegenber Dauerbeanspruchung ist.

    Abb.: Schlagweise

    Abb.: Unterschied zwischen Normalschlag und Parallelschlag

    d1 d2 d1 d2

    l2

    l1

    l1 = l2

    1=2

    2

    1

    Normalschlag

    gleiche Schlagwinkel

    Parallelschlag

    gleiche Schlaglnge

    d1 : Durchmesser der inneren Drahtlage d2 : Durchmesser der ueren Drahtlage 1 : Steigungswinkel der inneren Drhte 2 : Steigungswinkel der ueren Drhte l1 : Schlaglnge der inneren Drhte l2 : Schlaglnge der ueren Drhte

    Drahtachsen

    Mantelerzeugende

    Berhrungspunkte

    Drahtachsen

    Berhrungslinien

    Normalschlag Parallelschlag

  • SEILBAHNBAU

    17

    Seilnormbezeichnung

    sie dient dazu, ein Seil im technischen Schriftverkehr in Kurzform zu beschreiben. Die Grundlagen

    sind in der NORM EN 12385-2 zusammengefasst. Dabei wird die zur Beschreibung eines Seiles

    erforderliche Mindestmenge an Informationen angegeben.

    Die Seilnormbezeichnung muss folgende Angaben enthalten:

    Mae, Seilkonstruktion, Konstruktion der Einlage, Seilfestigkeitsklasse, Oberflchenausfhrung der

    Drhte, Schlagart und Schlagrichtung.

    Beispiel:

    zZASFCWS 196036632

    bedeutet:

    Seil mit 32 mm Nenndurchmesser, 6 Litzen aus je 36 Drhten in Machart Warrington-Seale mit synthetischer Fasereinlage, Seilfestigkeitsklasse 1960 N/mm, Oberflche mit Zinkberzug der Klasse A, Gleichschlag rechtsgngig.

    erluternde Bemerkung

    Beispiel nach NORM M 9500 (berholt):

    Zugseil NORM M 9534 - 32 E 1960 GR - BV - znk - SF - spa

    bedeutet: Zugseil nach NORM M 9534 mit 32 mm Nenndurchmesser in Sondermachart E (Warrington-Seale), Nennfestigkeit 1960 N/mm, Ausfhrung in Gleichschlag rechtsgngig, Drhte fr besondere Verwendungszwecke in verzinkt gezogener Oberflchenqualitt, mit synthetischer Fasereinlage, in drall- und spannungsarmer Ausfhrung.

    3.6 ERLUTERUNG ZU SCHLAGLNGE UND SCHLAGWINKEL

    Die ideale Schlaglnge bzw. der Schlagwinkel der Drhte in der Litze oder im Seil bzw. der Litzen

    im Seil lassen sich auf Grund geometrischer Zusammenhnge berechnen. Die Bedingungen

    werden vorgegeben: z.B. Anzahl der Drhte in den einzelnen Drahtlagen und Anzahl der Draht-

    lagen in der Litze, Draht- bzw. Litzendurchmesser, Abstand der Drhte in der Litze je Lage vom

    Seilmittelpunkt bzw. der Litzen im Seil etc.

    Bei Seilen oder Litzen, die aus Drhten mit gleichem Nenndurchmesser hergestellt werden und sich

    die Drhte in den einzelnen Lagen berhren, ergibt sich bei

    vielen Lagen ein Schlagwinkel von = 17,27

    Der Schlagwinkel liegt daher in Bereich zwischen 15,0 und 17,3. Der tatschliche Schlagwinkel

    wird auf Grund der Ungenauigkeiten beim Ziehvorgang etwas kleiner gewhlt.

    Wird die Schlaglnge als Vielfaches des Seildurchmessers oder Litzendurchmessers angegeben,

    kann daher fr alle Seile oder Litzen angenommen werden:

    Schlaglnge = 7-facher Seildurchmesser bei Kreuzschlagseilen

    Schlaglnge = 8-facher Seildurchmesser bei Gleichschlagseilen

  • SEILBAHNBAU

    18

    Die Gre des Schlagwinkels (Flechtwinkel) beeinflusst die Seilsteifigkeit und den E-Modul ESeil des

    Seiles.

    Die Steifigkeit nimmt mit zunehmendem Schlagwinkel (bei kleinerer Schlaglnge) ab.

    Biegsame Seile erhlt man daher durch Vergrern des Schlagwinkels bzw. durch Verkrzen der

    Schlaglnge.

    Da sich bei Gleichschlagseilen der Schlagwinkel der Drhte in der Litze und der Schlagwinkel der

    Litzen im Seil summieren, ist verstndlich, dass Gleichschlagseile biegsamer sind als Kreuzschlag-

    seile. Hingegen liegen die Auendrhte der Litzen ber eine grere Lnge an der Auenseite des

    Seiles. Ein Drahtbruch wird durch optische Kontrollen leichter erkennbar, jedoch trgt der Draht

    erst nach einer greren Lnge wieder in voller Gre. Die Seiloberflche ist glatter als bei

    Kreuzschlagseilen. Bei Kreuzschlagseilen verschwinden die Auendrhte im Vergleich zu Gleich-

    schlagseilen etwa nach der halben Lnge wieder im Seilverband. Das bedeutet, dass Kreuz-

    schlagseile einen besseren Seilverband haben, und die Auendrhte ber eine krzere Lnge an

    der Auenseite des Seiles liegen. Drahtbrche von Auendrhten sind nicht so leicht durch

    Augenschein erkennbar, dafr trgt der Draht bereits nach kurzer Lnge wieder in voller Gre.

    Wird bei einem Seil nachtrglich die Schlaglnge gendert, wird dadurch der Seilverband (die rich-

    tige Anordnung der Drhte im Seil) wesentlich gestrt, was zu einem ungleichmigen Tragen der

    einzelnen Drhte und damit zu Drahtbrchen fhren kann.

    Fr den Betrieb ist es daher wichtig, dass Einflsse, die zu einer Vernderung der Schlaglnge im

    Seil fhren knnen (z.B. Verdrehen des Seiles infolge von Fehlern beim Auflegen der Seile,

    schlecht fluchtende Rollenbatterien, schlechter Einlauf des Seiles in Seilscheiben), durch ent-

    sprechende Manahmen verhindert werden.

    3.7 BERECHNUNGSGREN

    Nennzugfestigkeit des Drahtwerkstoffes R

    Die Nennfestigkeit R ist die der Berechnung der rechnerischen Mindestbruchkraft oder der rechne-

    rischen Bruchkraft des Seiles zugrundegelegte Zugfestigkeit des Drahtes von 1200 N/mm bis

    2200 N/mm.

    erluternde Bemerkung

    Seilfestigkeitsklasse Rr Anforderungsniveau der Seilfestigkeit (Bruchkraft), die durch eine Zahl bezeichnet wird (z.B. 1770, 1960) Dies bedeutet nicht notwendigerweise, dass die tatschlichen Nennfestigkeiten der Drhte im Seil dieser Seil-festigkeitsklasse entsprechen. Die NORM EN 12385-8 legt die Festigkeitsstufen fr Seilbahnseile mit 1570, 1770 und 1960 N/mm fest. Andere Nennfestigkeiten sind ausfhrbar, es handelt sich jedoch dann um eine Abweichung von der Norm. Gem der ehemals anzuwendenden NORM M 9500 waren folgende Festigkeitsstufen genormt: 1370, 1570, 1770, 1960 und 2160 N/mm.

    Fllfaktor f

    Der Quotient metallischer Seilnennquerschnitt und Flche des umschriebenen Kreises wird als

    Fllfaktor f bezeichnet und fr die Berechnung der Mindestbruchkraft herangezogen.

    uA

    Af Spiralseile: f 0,75 Rundlitzenseile: f 0,46

    A : metallischer Querschnitt Au : umschriebene Kreisflche

  • SEILBAHNBAU

    19

    Faktor fr den metallischen Nennquerschnitt C

    vom Fllfaktor abgeleiteter Faktor, der bei der Berechnung zur Bestimmung des metallischen

    Nennquerschnitts eines Seils verwendet wird

    44

    uA

    AfC

    metallischer Nennquerschnitt A

    Produkt aus dem Faktor fr den metallischen Nennquerschnitt (C) und dem Quadrat des

    Seilnenndurchmessers

    444

    2222

    d

    A

    Adfd

    fdCA

    u

    Rechnerischer metallischer Querschnitt Ac

    Summe der Nennquerschnitte der tragenden Drhte in einem Seil im unverseilten Zustand (loses

    Drahtbndel). Die Drahtquerschnitte sind daher Kreise entgegen der tatschlichen Ellipsenform.

    Diese Vereinfachung ist bei kompaktierten Litzen nicht mglich. Der Nennquerschnitt weicht vom

    tatschlichen Istquerschnitt ab.

    n

    i

    icA

    1

    2

    4

    ... Drahtdurchmesser i Anzahl der Drhte

    erluternde Bemerkung

    Verseilverlustfaktor k

    Der Verseilverlustfaktor wird als Quotient der rechnerischen Bruchkraft aus Nennquerschnitt (Fe.c.min) zur rechnerischen

    Mindestbruchkraft (Fc.min) des Seiles oder als Quotient der rechnerischen Bruchkraft (Fe.min) zum festgelegten Wert der

    Mindestbruchkraft (Fmin) des Seiles, definiert. Die Gre wird vom Seilhersteller angegeben.

    Mindestbruchkraftfaktor K

    Der Mindestbruchkraftfaktor zur Bestimmung der Mindestbruchkraft wird empirisch ermittelt. Fr gebruchliche Seile (Normseile) ist der Faktor in den Normen angegeben.

    4

    kfK

    Bruchkraft F

    Die Bruchkraft des Seiles stellt die wichtigste Gre fr die Berechnung und Auswahl der Seile dar.

    erluternde Bemerkung

    Auf Grund der verschiedenen Definitionen der Bruchkrfte des Seiles muss bei der Wahl von Sicherheitsfaktoren auch die Bezugsgre (Bruchkraft) bercksichtigt und angegeben bzw. definiert werden. Zugsicherheitsbeiwerte, die in verschie-denen Normen oder Vorschriften angegeben werden, sind daher nicht ohne weiteres vergleichbar.

    Mindestbruchkraft Fmin

    festgelegter Wert in kN, der von der in einer vorgeschriebenen Bruchkraftprfung gemessenen

    Bruchkraft (Fm) nicht unterschritten werden darf und blicherweise als Produkt aus dem Quadrat

    des Nenndurchmessers (d), der Seilfestigkeitsklasse (Rr) und dem Bruchkraftfaktor (K) berechnet

    wird.

  • SEILBAHNBAU

    20

    rechnerische Mindestbruchkraft Fc.min

    Wert der Mindestbruchkraft, errechnet auf der Grundlage von Drahtnenndurchmesser, Nennzug-

    festigkeit des Drahtes und des Verseilverlustfaktors entsprechend den Angaben des Herstellers.

    erluternde Bemerkung

    Auf Grund des in Europa versuchten bereinkommens zur Vereinheitlichung der Bemessung von Seilbahnen (harmonisierte Norm) wurden viele Begriffe fr die wichtigste Gre fr die Berechnung und die Auswahl der Seile eingefhrt. Dies trgt aber wesentlich zur Verwirrung bei. Beispiele nachfolgend

    wirkliche Bruchkraft Fm die nach einem vorgeschriebenen Verfahren (Strangbruchversuch) ermittelte Bruchkraft.

    rechnerische Bruchkraft Fe.min festgelegter Wert in kN, der durch die in einer Prfung erhaltene ermittelte Bruchkraft nicht unterschritten werden darf. Der Sollwert in kN wird blicherweise nach nachstehender Formel errechnet:

    1000

    2

    min.

    CrRd

    eF

    d ... Seilnenndurchmesser Rr ... Festigkeitsklasse (Nennfestigkeit)

    C ... Faktor fr den metallischen Nennquerschnitt

    rechnerische Bruchkraft aus Nennquerschnitt Fe.c.min Wert der rechnerischen Bruchkraft der aus der Summe der Produkte aus den Querschnitten (basierend auf dem Draht-nenndurchmesser) und der Nennzugfestigkeit jedes Drahtes aus dem Seil, entsprechend den Angaben des Herstellers, berechnet wird.

    reduzierte rechnerische Bruchkraft aus Nennquerschnitt Fe.red.min festgelegter Wert, den die ermittelte reduzierte Bruchkraft aus Nennquerschnitt nicht unterschreiten darf und der aus der Summe der Produkte aus den Querschnitten (basierend auf dem Drahtnenndurchmesser) und der Nennzugfestigkeit jedes als lasttragend vereinbarten Drahtes des Seiles berechnet wird.

    ermittelte Bruchkraft Fe.m Summe der gemessenen Bruchkrfte aller Einzeldrhte aus dem Seil.

    ermittelte reduzierte Bruchkraft Fe.red.m Summe der gemessenen Bruchkrfte der als lasttragend vereinbarten Drhte aus dem Seil.

    rechnerische wirkliche Bruchkraft Fm.c Produkt aus der Summe der wirklichen Bruchkrfte der aus dem Seil entnommenen Einzeldrhte und dem aus den Ergebnissen der Typprfung abgeleiteten anteiligen Verseilverlustfaktor.

    rechnerisch ermittelte Bruchkraft Fe.m.c der Wert, der durch Dividieren der wirklichen Bruchkraft (Fm) des Seiles durch den aus den Ergebnissen der Typprfung

    abgeleiteten anteiligen Verseilverlustfaktor errechnet wird.

    lngenbezogene Masse (Metergewicht) gS

    Ist eine Rechengre, die auer dem Gewichtsanteil der Seildrhte auch die Gewichtsanteile der

    Einlage und des Schmierstoffes bercksichtigt. Sie ist eine fr die Berechnung der Seillinie wichtige

    Gre, z.B. fr die Ermittlung der Hhenspannkraft.

    Seil(nenn)durchmesser d

    Durchmesser des dem Seilquerschnitt umschriebenen Kreises. Der Seilnenndurchmesser dient bei

    vielen Bemessungsregeln (z.B. fr die Lnge des Seilspleies, fr die Wahl des Seilscheiben-

    durchmessers) als Bezugsgre.

  • SEILBAHNBAU

    21

    3.8 SEILLNGUNG

    Unter Seillngung wird die bleibende Dehnung bezeichnet. Sie entsteht primr durch das Setzen

    der Litzen in der Seileinlage infolge des zur Seilachse auf die weiche Einlage einwirkenden Schnr-

    druckes. Sekundr entsteht Lngung durch das Setzen der Drhte in den Litzen. Zur Verminderung

    der primren Seillngung werden neuerdings die Einlagen bei Zugseilen durch eine Vollverfllung

    mit Kunststoff hergestellt. Zur Verminderung der bleibenden Dehnung werden Seile auch vor ihrer

    Verwendung vorgereckt.

    3.9 QUERSCHNITTSVERMINDERUNG

    Durch den Schnrdruck der einzelnen Litzen auf die weiche Einlage erfolgt vor Allem durch die

    Lagenderung der Litzen im Seilverband eine Verminderung des Seilquerschnittes.

    3.10 SEILDRALL

    Jeder Seildraht im Seil hat bei Aufbringung einer Zugkraft das Bestreben aus seiner gekrmmten

    (geschlagenen) Form eine gerade Form anzunehmen. Die Seile sind daher an den Seilenden

    gegen das Aufdrehen zu sichern.

    Bei Seilen, wo die Schlagrichtung der Drhte und der Litzen gleichartig ausgebildet ist

    (Gleichschlag), ist der Seildrall wesentlich grer als bei einem Seil, wo die Schlagrichtung der

    Drhte und der Litzen unterschiedlich sind (Kreuzschlag).

    erluternde Bemerkung

    Der Seildrall wird spter noch behandelt.

    3.11 KONTROLLEN DES SEILES

    Seile sind einer Dauerbeanspruchung mit unterschiedlichen Belastungsgrenzen ausgesetzt. Im

    Normalfall unterliegen Seildrhte einer Schwellbeanspruchung (ausschlielich Zugspannung) und

    keiner Schwingbeanspruchung (Zug- und Druckspannung). Die Zugspannung berwiegt gegenber

    der Biegerandspannung im Seildraht. Aufgrund der Dauerbeanspruchung werden Seile in

    periodischen Abstnden Kontrollen unterzogen.

    Augenscheinliche Kontrolle (visuelle Kontrolle):

    Bei einem Zug- oder Frderseil wird bei geringer Seilgeschwindigkeit (ca. 0,3 m/s) das Seil in einer

    Station visuell am gesamten Umfang kontrolliert. Bei einem Tragseil wird die Kontrolle vom

    Fahrzeug aus durchgefhrt.

    Erkennbar sind uere Schden wie Drahtbrche und Blitzschlagschden.

  • SEILBAHNBAU

    22

    Kontrolle des Seildurchmessers: die Durchmesserkontrolle ergnzt die visuelle Kontrolle und gibt

    Anhaltspunkte fr Verschlei im Seilinneren, fr Versagen der Einlage etc.

    Magnetinduktive Prfung: Die magnetische Querschnittsmessung erlaubt als zerstrungsfreies

    Prfverfahren die Abschtzung der Restbruchkraft von Drahtseilen, die durch Korrosion, Verschlei

    oder Drahtbrche geschwcht sind. Die Messung des Seilquerschnittes ist rckfhrbar auf eine

    induktive Messung des magnetischen Seilflusses.

    Diese Prfmethode beruht auf dem physikalischen Prinzip, dass das Seil als ferromagnetischer

    Werkstoff auf eine kurze Lnge (etwa 30 cm) bis zur magnetischen Sttigung magnetisiert wird.

    Dies kann durch Elektromagnete oder durch Dauermagnete erfolgen. Das dabei um das Seil

    entstehende Magnetfeld wird durch Inhomogenitten im Werkstoff, im metallischen Querschnitt

    oder im Aufbau des Seiles gestrt. Es entsteht ein magnetisches Streufeld. Wird eine Messspule

    ber das magnetisierte Seil bewegt, wird durch die Radialkomponente des Streufeldes in der Spule

    eine Spannung induziert. Diese Spannung wird verstrkt, aufgezeichnet und ausgewertet. Je nach

    Schadensart ergibt sich ein charakteristischer Verlauf der Spannung bzw. des Registrierschriebes.

    Drahtbrche verursachen charakteristische Inhomogenitten im Streufeld und sind in der Mess-

    signalaufzeichnung erkennbar. Sie knnen erkannt werden, wenn die Drahtbruchenden eine

    entsprechende Klaffweite aufweisen. Auf Grund des Seilaufbaues weist jeder Messschrieb einen

    "Grundpegel" von Ausschlgen auf, der von der Seilmachart, der Gerteauswahl und Gerte-

    einstellung, der Prfgeschwindigkeit, der Verstrkung des Messsignales etc. abhngt.

    Abb.: Aufbau eines Messgertes fr die magnetinduktive Seilkontrolle

    Abb.: Messung am Seil

  • SEILBAHNBAU

    23

    erluternde Bemerkung

    Die Anforderungen an diese Prfmethode im Hinblick auf die Anwendung bei Personenseilbahnen sind in der Norm NORM EN 12927-8 angefhrt.

    Die Auswertung und Beurteilung des Messschriebes erfordert groe Erfahrung und gute Kenntnisse

    des Prfverfahrens, der Gerteeinstellung und der Aufzeichnungsverfahren, aber auch hinsichtlich

    der Seilherstellung, der Seilbeanspruchung und der Seileigenschaften.

    Die Aufzeichnung des Messergebnisses erfolgt verhltnismig einfach und ohne greren

    Zeitaufwand; die Prfgeschwindigkeit liegt meist zwischen 3 m/s und 5 m/s. Die Auswertung ben-

    tigt jedoch einen groen Zeitaufwand. Daher versuchen alle Prfer, diesen Aufwand zu auto-

    matisieren. In jngster Zeit werden hierzu EDV-Programme erstellt, die in der Lage sind, die Kurven

    des Messschriebes zu analysieren und mit charakteristischen Kurvenformen zu vergleichen. Die

    EDV-Auswertung ergibt dann eine Tabelle mit der Lage und Anzahl der Drahtbrche (oder

    sonstigen Schden).

    erluternde Bemerkung

    Derartige Methoden sind beispielsweise in zwei Artikeln im Heft 5/95 der ISR beschrieben.

    Untersuchungsfristen: Seile haben eine begrenzte Lebensdauer. Durch regelmig durchgefhrte

    zerstrungsfreie Kontrollen sollen die Grenzen der Verwendbarkeit rechtzeitig erkannt werden, ehe

    die Betriebssicherheit der Seile gefhrlich eingeschrnkt ist. Die Ablegereife (Eintritt einer unzu-

    lssigen Schwchung der Seiltragkraft) muss rechtzeitig erkannt werden knnen. Die Unter-

    suchungsfristen mssen daher so gewhlt werden, dass die zu erwartende Schdigung (der

    Schadensfortschritt) bis zur nchsten Untersuchung noch in zulssigem Rahmen bleibt.

    Art und Umfang der erforderlichen Untersuchungen werden in den meisten Lndern durch

    behrdliche Vorschriften, teils auch in Normen (z.B. NORM EN 12927-7) festgelegt.

    Augenscheinliche (visuelle) Kontrollen sind monatlich vorzunehmen. Die Fristen fr

    magnetinduktive Untersuchungen schwanken zwischen 4 Jahren (fr neue Frderseile) und

    6 Jahren (fr neue Trag- und Zugseile). Diese Fristen verkrzen sich jedoch mit zunehmender

    Verwendungsdauer eines Seiles und werden auf Grund des Gesamtzustandes des Seiles und des

    zu erwartenden Schadensfortschrittes vom Prfer festgelegt. Sie sind so zu whlen, dass bis zur

    nchsten Untersuchung keine unzulssige Schadensentwicklung mit Eintritt eines betriebs-

    gefhrlichen Zustandes zu erwarten ist. Um eine Grundlage fr die sptere Auswertung der

    Messschriebe zu erhalten, ist eine Grunduntersuchung innerhalb von 18 Monaten nach Auflage des

    Seiles durchzufhren (Grunddiagramm).

    3.12 SEILSCHDEN

    Seilschden treten als Drahtbrche, Korrosionsnarben, Abnahme des metallischen Querschnittes

    durch Verschlei, Druckkerben, lockere Drhten, korkenzieherartige Verformungen und

    Korbbildungen auf. Korrosionsnarben und Druckkerben fhren zu Dauerbrchen von Drhten.

    Lockerdrhte sind nicht mittragend und daher wie ein gebrochener Draht zu werten.

  • SEILBAHNBAU

    24

    erluternde Bemerkung Lockerdrhte knnen durch leichtes Klopfen mit einem kleinen Hammer auf die Seildrhte festgestellt werden. Lockere Drhte sind nicht so hell klingend wie ein gespannter Draht (gespannte Saite). Korkenzieher entstehen durch ungleich-mige Vorspannung einer Litze beim Verseilen. Korbbildungen entstehen bei ungengender Seilspannkraft (Schlaufenbildung) z.B. bei Spleien, wenn das Seil nicht abgespannt wird.

    Drahtbrche sind, wenn es keine auenliegende Drahtbrche sind, im Seil zu belassen. Bei auen-

    liegenden Drhten sind diese durch Hin- und Herbiegen an den in den Seilverband verschwin-

    denden Drahtenden abzubrechen. Bei verschlossenen Seilen kann ein auenliegender Drahtbruch

    des Formdrahtes durch Verlten der Bruchstelle saniert werden. Der gebrochene Draht trgt

    blicherweise nach 2 - 3 Schlaglngen wieder in voller Hhe mit.

    erluternde Bemerkung

    Die Ursachen von Seilschden knnen sehr unterschiedlich sein: - Unregelmigkeiten an den Drhten Durch Unregelmigkeiten oder Fehler an den Drhten knnen bereits beim Verseilvorgang oder spter im Betrieb Drahtbrche auftreten. Ein Fehler im Drahtquerschnitt (z.B. unzulssige Durchmesser-Abweichung, Unrundheit) kann zu Druckkerben und Reibung zwischen den Drhten fhren und so zu einem Drahtbruch fhren.

    - mangelhafter Schmierzustand Durch zu geringe oder keine Schmierung knnen sowohl Korrosionsschden als auch Verschlei (zu hohe innere Reibung zwischen den Drhten und Drahtlagen) mit daraus folgenden Dauerbrchen der Drhte entstehen. - thermische Wirkungen Thermische Wirkungen treten z.B. bei Blitzschlag, bei Brand im unmittelbaren Seilbereich oder bei Schweiarbeiten in der Nhe des Seiles auf. Sie fhren zu nderungen im metallurgischen Gefge der Drhte, insbesondere werden dadurch Aufhrtungen an der Drahtoberflche (Martensitbildung) verursacht. Bereits eine Erwrmung von 300 C fhren zu einem starken Abfall der Festigkeit. Versprdung oder Anrisse fhren zu Dauerbrchen. Aufhrtungen knnen auch durch Rutschen von Klemmen oder Klemmapparaten am Seil entstehen (Reibmartensit). Aufhrtungen an der Seiloberflche knnen durch vorsichtiges Abschleifen der Martensitschicht beseitigt werden. Draht-brche knnen durch Einlegen von Drhten/Litzen entfernt werden.

    - chemische Wirkungen Diese knnen zur Beschleunigung von Korrosion der Drhte und zur Verrottung der Einlage fhren. Die Drhte knnen durch Verzinkung und Schmierung gegen Korrosion geschtzt werden. Bei den Seileinlagen werden Kunststoffe (synthe-tische Fasern) anstatt Hanf verwendet.

    - mechanische Wirkungen Dauernde mechanische Einwirkungen treten bei betrieblichen Beanspruchungen (Scheibenumlauf, Klemmstellen, Auflie-gen auf Untersttzungen oder Umlenkungen, Lauf ber Stahlrollen etc.) auf und fhren zu Dauerbrchen von Drhten. Mechanische Einwirkungen als Folge des Seilaufbaues (Drahtkreuzungen, Litzenberhrung) fhren meist zu erhhtem Verschlei an der Drahtoberflche, zu Kerben und Druckstellen und in Folge zu Dauerbrchen von Drhten. Weitere mechanische Einwirkung treten als Folge von Unregelmigkeiten im Betrieb, z.B. Seilentgleisungen, Rutschen von Klemmen auf, Baumwurf auf das Seil und fhren zu Vernderungen oder Lockerungen des Seilgefges, Kerben an den Drhten und zu Drahtbrchen (Gewaltbrche). In diese Gruppe von Schadensursachen sind auch Schden infolge unzureichender Tragwirkung der Einlage zu zhlen (Litzenberhrung infolge Gewlbewirkung), wodurch die Mehrzahl der Frderseile vorzeitig abzulegen sind.

    3.13 WARTUNG DER SEILE

    Seilschmierung

    Ziel der Seilschmierung ist der Schutz gegen Korrosion und Reduzierung der inneren Reibung im

    Seil (Reibung zwischen den Drhten bei Scheibenumlauf oder Rollenberfahrt). Es ist jedoch bei

    der Wahl des Schmiermittels zu beachten, dass aus dem Seil austretendes Schmiermittel nicht den

    Reibungskoeffizienten zwischen Seil und Antriebsscheibe unzulssig vermindert oder den

    Futterwerkstoff von Seilrollen zerstrt. Die Wartung der Seile einer Seilbahn erstreckt sich vor allem

  • SEILBAHNBAU

    25

    darauf, den ausreichenden Schmierzustand des Seiles zu erhalten. Bei Rundlitzenseilen soll

    zwischen den Litzen ein Fugenverschluss durch das Schmiermittel entstehen, wodurch das

    Eindringen von Feuchtigkeit in das Seilinnere verhindert wird. Im Laufe der Lebensdauer des Seiles

    wird dieser Fugenverschluss sprd und brckelt aus. Die Wartung muss daher auch darauf

    abzielen, diesen Fugenverschluss entsprechend geschmeidig zu erhalten.

    Die chemische Industrie bietet verschiedene Nachschmiermittel an. Dabei ist jedoch zu beachten,

    dass das Nachschmiermittel mit der Grundschmierung des Seiles chemisch vertrglich ist.

    Abb.: Einfluss der Seilschmierung auf die Lebensdauer der Drhte

    Schmierung der Tragseilschuhe

    Das Tragseil wird auf den Sttzen in Tragseilschuhen gefhrt. Durch den Betrieb der Seilbahn und

    durch Temperaturnderungen wird das Tragseil auf den Sttzen in Lngsrichtung bewegt. Diese

    Lngsbewegung kann in Abhngigkeit von den an die Sttze angrenzenden Seilfeldlngen mehrere

    Dezimeter bis Meter betragen. Die Einlage (Futter) der Tragseilschuhe sind daher aus einem

    weichen Metall (Bronze) gefertigt und mssen regelmig geschmiert werden.

    Nachlassen von Tragseilen

    Das regelmige Nachlassen der Tragseile (alle 4 bis 12 Jahre) soll jene Seilstellen, die im Betrieb

    auf den Sttzen aufliegen und damit einer hheren Belastung ausgesetzt sind, in das freie Seilfeld

    verlegt werden.

    Versetzen der Klemmen

    Bei Sesselbahnen mit fixen Klemmen und bei Schleppliften werden die Klemmen regelmig am

    Seil versetzt, da dadurch die hohe Beanspruchung des Seiles an der Klemmstelle zeitlich begrenzt

    wird. Insbesonders bewirkt der Scheibenumlauf des Seiles mit nicht vom Frderseil lsbaren

    Klemmen eine hohe Biegebeanspruchung der Seildrhte, da die Klemme rtlich das Seil von der

    Scheibeneinlage abhebt. Daher sind die Versetzintervalle von der Anzahl der Scheibenumlufe

    abhngig. Das grtzulssige Versetzintervall betrgt 250 Betriebsstunden.

    Zugspannung N/mm 500 100 200 300 400

    200

    150

    100

    50

    0

    Biegewechselzahl in %

    gefettet und nachgefettet

    gefettet

    entfettet

  • SEILBAHNBAU

    26

    4 SEILVERBINDUNGEN

    Die Art der Seilverbindung ist vom Einsatzzweck des Seiles abhngig. Soll eine biegsame

    Seilverbindung hergestellt werden, die ein Laufen des Seiles um die Antriebs- oder Gegenscheiben

    und ber Seilrollen ermglicht, wird der Seilsplei gewhlt. Die auf Sttzen aufliegenden

    unverrckbaren Tragseile werden mit Muffen verbunden. Entweder als Verbindungsmuffe zweier

    Seile (z.B. Verbindung des Tragseiles mit dem Spannseil) oder als Seilendverbindung des

    Tragseiles. Die Wagen von Standseilbahnen oder Kabinen von Pendelbahnen knnen mit

    Seilmuffen an das Zugseil verbunden werden (kein Scheibenumlauf). Die Seilklemmen ermglichen

    ebenfalls die Verbindung zweier Seilstcke oder der Verankerung von Seilenden ruhender Seile.

    4.1 SEILSPLEISS

    Hinsichtlich der ausgefhrten Lnge eines Seilspleies wird unter Kurz- und Langsplei unter-

    schieden. Im Seilbahnbau wird bei der Verbindung von Zug- oder Frderseilen ausschlielich der

    Langsplei verwendet. Der Langsplei als Seillngsverbindung dient zur Herstellung einer

    geschlossenen Zug- oder Frderseilschleife. Der Kurzsplei ist ausschlielich fr untergeordnete

    Zwecke, z.B. als Montagehilfsmittel zulssig. Nach den sterreichischen Seilbahnvorschriften

    betrgt die Mindestlnge des Langspleies 1300.d (1300facher Seildurchmesser); europaweit wird

    dies mit 1200.d zugelassen.

    Abb.: Langspleischema

    Um einen Splei herzustellen mssen die beiden zu verbindenden Seilenden eine gleiche

    Litzenanzahl, weiche (nicht tragende) Einlagen (Seelen), einen etwa gleichen Seil- und Litzen-

    durchmesser sowie gleiche Schlaglnge aufweisen. Spleie sind biegsame Verbindungen, bei

    denen jeweils ein Litzenende (Einsteckende) in das Seilinnere gefhrt wird und die Einlage in

    diesem Bereich herausgeschnitten wird. Die Einsteckenden werden umwickelt, damit einerseits

    eine Schonung der umgebenden Litzen erfolgt und um andererseits die Absttzwirkung der

    umgebenden Litzen an der Seele aufrecht bleibt. Wenn dies nicht oder nur unzureichend erfolgt,

    kann der Splei einfallen. Die Einfhrung der Litze in die Seilmitte anstatt der Seilseele erfolgt an

    den Spleiknoten.

    Spleilnge L 1300.d

    L/6 L/12 L/6 L/12 L/2

    Einsteckenden

  • SEILBAHNBAU

    27

    Im Seilsplei muss die volle Seilspannkraft wie im ungestrten Seil bertragen werden knnen. Die

    bertragung der Spannkraft erfolgt durch Reibung zwischen den Auenlitzen und der als Einlage in

    die Seilmitte eingelegten Litze (Einsteckende). Der Splei muss unter Zug stehen, damit die

    Verbindung hlt. Aus diesem Grund ist die grte zulssige Zugsicherheit im Seil nach oben

    begrenzt (nz max < 20). Das Einsteckende muss eine Mindestlnge aufweisen, um die Reibkraft

    bertragen zu knnen.

    Abb.: Spleiknoten mit eingefhrtem Einsteckende

    Aus theoretischen berlegungen (z.B. Czitary: Seilschwebebahnen) und auf Grund von

    empirischen durchgefhrten Versuchen gelangt man bei einem Seil mit sechs Litzen (bliche

    Bauart fr ein Zug- oder Frderseil) zur Mindestspleilnge vom 120-fachen der Schlaglnge (etwa

    das 1000-fache des Seilnenndurchmessers).

    dlL lngeSeilschlagSplei 1000120min_

    erluternde Bemerkung

    Arbeitsschritte beim Spleien Auflegen der beiden Seilenden Seil auf die richtige Lnge kappen

    Einsteckende L/12 108.d

    d Spleiknoten

  • SEILBAHNBAU

    28

    abgeschnittenes Seilende Lsen der Litzen an den Seilenden

    Entfernen der Seele (weiche Einlage) Krzen der sechs Litzen auf die richtige Lnge

    Ineinander legen der Litzen in die richtige Lage Flechten mit der Hand

    Lage der Litzen vor dem Verbund Litzen einrichten

  • SEILBAHNBAU

    29

    Markieren des Spleiknotens Spleiknoten vor dem Einstecken

    Einstecken der Litzenenden in das Seil mit der Spleiahle

    fertiger Spleiknoten

  • SEILBAHNBAU

    30

    4.2 SEILMUFFEN

    Seilmuffen knnen als Vergussverbindung mittels Vergusskegel oder als Klemmverbindung mittels

    Klemmenhlsen hergestellt werden. Die Verbindung wird sowohl bei Tragseilen als auch bei

    Zugseilen eingesetzt. Bei Personenseilbahnen drfen Tragseilmuffen nicht befahren werden. Das

    bedeutet, dass bei einem irreparablen Tragseilschaden das Seil vollstndig erneuert werden muss.

    Seilmuffen knnen als Kupplungsmuffen (Verbindung zweier Seile) oder als Endmuffen (Verbin-

    dung des Seiles mit einem anderen Konstruktionsteil, z.B. mit dem Gehnge oder Laufwerk einer

    Pendelbahn oder mit dem Spanngewicht des Tragseiles oder mit der Tragkonstruktion) ausgefhrt

    sein. In Folge von Seilschwingungen treten im Betrieb in der Nhe der Muffen in den Drhten

    Wechselspannungen auf. Besonders beim Austrittsquerschnitt des Kegels entstehen Drahtbrche.

    Die Kegel sind daher regelmig ca. alle 4 bis 6 Jahre zu erneuern. Eine weitere Schutzmanahme

    sind vorgesetzte Hlsen, die Schwingungen weitgehend eliminieren.

    Abb. a)

    Abb. b) Abb. c)

    Abb. a): Kupplungsmuffe zwischen einem verschlossenen Tragseil und einem Spannseil

    Abb. b): Endmuffe als Verbindung eines verschlossenen Tragseiles mit der Tragkonstruktion

    Abb. c): Muffen als Verbindung eines Zugseiles mit dem Gehnge eines Seilbahnwagens

  • SEILBAHNBAU

    31

    4.2.1 Vergussverbindung

    Abb.: Vergussmuffe

    1 Lnge des Vergusskrpers einschlielich vorhandener zylindrischer Teile und einschlielich des Radius am Seileintritt

    2 schmales Ende des Vergusskrpers 3 breites Ende des Vergusskrpers 4 ffnungswinkel des Vergusskrpers 5 Hlsenbohrung (innerer Durchmesser der Seileintrittsffnung) 6 Bolzenachse 7 Lnge des sich verjngenden Teils der Seilhlse 8 Lnge des zylindrischen Teils der Seilhlse einschlielich des Radius am Seileintritt 9 aus dem Verguss herausstehende Drhte

    10 Lnge des Drahtbesens 11 Wurzel des Drahtbesens

    Der Vergusskegel hat blicherweise folgende kennzeichnende Abmessungen:

    Kegelneigung ca. 1 : 10, Nutzlnge ca. 5d (5-facher Seildurchmesser).

    Der ffnungswinkel des Vergusskrpers darf nicht kleiner als 9,5 und nicht grer als 18 sein.

    Herstellung des Vergusskegels

    Das Seil wird mit Draht abgebunden, damit ein Aufgehen des Seilverbundes verhindert wird. Nach

    dem Abbinden werden die Drhte des Seilendes zu einem Besen geffnet, entweder an ihrem

    Ende um 180 gebogen oder auf ihre freie Lnge wellenfrmig verformt, und in einer kegelfrmigen

    Seilhlse mit Weichmetall vergossen. Vor dem Vergieen sind die Drahtenden zu entfetten

    (organisches Lsungsmittel wie Tri- oder Perchlorthylen) und werden durch Tauchen in ein

    Zinnbad mit Oberflchenschutz versehen. Das Weichmetall (meist Legierung aus Blei und Zinn,

    Antimonblei) soll einen Schmelzpunkt von weniger als 500 C haben (meist 300 bis 350 C), damit

    keine negative Gtebeeinflussung auf den Seildraht entstehen kann. Nach dem Erhrten des

    Weichmetalls wird die Vergusshlse zurckgeschlagen und der Kegel augenscheinlich kontrolliert.

    Beim Verguss kann der Zustand des Seiles nicht kontrolliert werden und die Gefahr einer Korrosion

    ist nur bei einwandfreier Herstellung des Vergusskopfes nicht gegeben.

  • SEILBAHNBAU

    32

    erluternde Bemerkung

    Tabelle NORM EN 12927-4: Zusammensetzung des Vergussmaterials

    Bemessung der Muffe

    Seilmuffen sind so zu dimensionieren, dass deren statische Bruchsicherheit nicht kleiner ist als die

    Zugsicherheit des Seiles. Bei einem Zerreiversuch versagt nie die Muffe, sondern immer das Seil.

    Abb.: Krfte und Spannungen in der Seilmuffe unter der Seilspannkraft S

    Die Bemessung der Kupplung erfolgt unter Bercksichtigung der

    1. Lngsspannungen

    2. Tangentiale Zugspannungen (fhren zum Reien in der Erzeugenden)

    3. Flchendruck von innen nach auen

    Diese Beanspruchungen fhren zu einem dreidimensionalen Spannungszustand in der Muffe.

    Lngszugspannung : A

    Sz

    Radiale Druckspannung: *pd

    mittlere tangentiale Zugspannung t (nach der Ringzugformel):

    tanA

    St

    S ....... Seilspannkraft A ....... Querschnitt einer Muffenhlfte in der Lngsrichtung tan .. Kegelneigung gegenber der Lngsrichtung ....... Reibwert zwischen Vergusskegel und der Muffe (theor. 0,10)

    D

    p p*

    S

    V

    t t D

    p*

  • SEILBAHNBAU

    33

    *

    tanpD

    S

    aD

    Sp

    tan*

    Ringzugformel:

    DpV *

    tan

    SV

    A

    S

    A

    S

    A

    S

    A

    Vt 15,1

    55,3

    tan

    Bei einer berfahrung der Seilmuffe (bei Seilbahnen mit Personenbefrderung nicht zulssig) sind

    zustzlich noch Biegespannungen zu bercksichtigen.

    erluternde Bemerkung

    1974 wurden von ROSINAK an der TU Wien umfangreiche experimentelle Untersuchungen (Dehnungs- und Spannungs-messungen) und theoretische Untersuchungen (finite Element-Methode fr den drehsymmetrischen Belastungsfall) durchgefhrt. Das in der Literatur angefhrte Rechenmodell (Ringzugformel) ist unzulssig, weil die Ringzugformel einen Zylinder und nicht eine konische Muffenhlse bercksichtigt. Insbesonders der Reibwert beeinflusst die tatschlichen Spannungsverhltnisse im Muffenkrper. Durch das nach dem Verguss notwendigen Zurckschlagen der Muffe unter Umstnden mit Fettaufbringung auf dem Vergusskegel wird der Reibwert stark beeinflusst.

    4.2.2 Klemmenhlse

    Die Vergussverbindung ist eine sehr verlssliche und bewhrte Verbindung. Die Herstellung ist

    allerdings aufwendig und erfordert groe Fachkenntnisse. OPLATKA hat an der ETH Zrich als

    Befestigungsvorrichtung fr Litzenseile die Klemmenhlse entwickelt. Dabei wird der Vergusskegel

    durch einen starren Kegel ersetzt. Die Seilzugkraft wird durch Klemmen der einzelnen Litzen, also

    durch Reibschluss auf die Auenhlse, bertragen. Am Ende des Seiles wird der Seilverband

    geffnet und die einzelnen Litzen so gerichtet, dass sie annhernd auf den Mantel eines Kegels zu

    liegen kommen. Der Innenkegel und die Auenhlse sind mit einem plastisch deformierenden

    Material (Aluminium oder Aluminiumlegierung AlMg) ausgekleidet. Die Kunststoffbuchse dient zur

    Vermeidung von Wechselbiegebeanspruchungen des Seildrahtes aus den Seilschwingungen.

    Die Lnge des Innenkegels entspricht dem 7-fachen Seildurchmesser (selbsthemmend).

    Die Lnge der Umlenkhlse betrgt mindestens den 2-fachen Seildurchmesser.

    p p*

    S/D

    +

  • SEILBAHNBAU

    34

    Abb.: Klemmenhlse (NORM EN 12927-4)

    4.3 PLATTENKLEMME (Schraubklemme)

    Abb.: Plattenklemmen

    Plattenklemmen sind sehr hufig verwendete Verbindungen zur bertragung der Seilspannkraft auf

    ein Tragwerk, z.B. bei Tragseilen zur bernahme der Restspannkraft bei Trommelverankerungen.

    Seilklemmen knnen nicht befahren oder um Seilscheiben gefhrt werden.

    Die Plattenklemmen bestehen aus zwei mit Seilrillen versehenen Stahlplatten, die durch Schrauben

    miteinander zusammengepresst werden. Die Keilflchen, an denen sich die Berhrungslinien des

    Seiles mit den Klemmplatten befinden, sind 45 geneigt. Da die Zugkraft in den Schrauben erhalten

    bleiben muss und eine zu groe Pressung das Seil nachtrglich schdigen knnte, wird bei

    Personenseilbahnen an den Klemmschrauben ein Kraftspeicher (meist Tellerfedern) vorgesehen.

    Damit kann eine geometrische Kontrolle (Federweg der Tellerfedern) als auch eine kraftgeme

    Kontrolle (Anziehen der Schrauben mit dem Drehmomentenschlssel begrenzt die Schrauben-

    kraft Z1) erfolgen. Die Schraubenanzahl und damit die Lnge der Klemmplatten wird durch die zu

    bertragende Seilspannkraft und der Schraubenkraft bestimmt.

  • SEILBAHNBAU

    35

    Abb.: Plattenklemme

    Aus den Beziehungen DnS 4 und 21 ZD kann die erforderliche Anzahl der

    Schraubenpaare n ermittelt werden, die bei einer aufgebrachten Schraubkraft Z1 fr die bernahme

    der Seilspannkraft durch die Seilklemme erforderlich ist.

    24 1

    Z

    Sn

    Der zulssige Reibwert ist in Abhngigkeit vom Widerstand des Seiles gegenber der

    Querkontraktion bzw. der Oberflchenbeschaffenheit des Seiles = 0,13 (bei verschlossenen

    Tragseilen) und = 0,16 (bei Zugseile) vor.

    erluternde Bemerkung

    Bei den neueren Ausfhrungen wird das Seil vollflchig umfasst. Die NORM EN 12927-4:2004 legt die Berechnung der

    Rutschkraft zwischen dem Seil und der Schraubklemme fest, wobei die Berhrungsflche S mit LdS

    360

    ermittelt wird.

    L . Lnge der Berhrungsflche zwischen dem Seil und der Seilrille d . Seildurchmesser

    . Kontaktwinkel

    D D

    Z1

    D

    Z1 Z1

    Z1

    D

    Tellerfedern

  • SEILBAHNBAU

    36

    Der Klemmendruck p wird mit

    Ld

    CFp

    360

    2 ermittelt.

    CF . Klemmkraft und die Summe der Einzelkraft jeder Schraube, multipliziert mit der Gesamtanzahl der Schrauben um 20% verringert.

    Die Rutschkraft SF wird berechnet mit fCFSF 2 wobei f der Reibungskoeffizient zwischen den Klemmbacken und

    dem Seil darstellt ohne deren Gre anzugeben.

    Abb.: Schraubklemme mit vollflchiger Umfassung des Seiles (vollverschlossenes Tragseil)

  • SEILBAHNBAU

    37

    4.4 TROMMELVERANKERUNG

    Abb.: Trommelverankerung ohne (links) und mit Vorratsseil (rechts)

    An der Trommel liegen die Spannseile auf, die mit Seilmuffen (Kupplungsmuffen) mit dem Tragseil

    verbunden sind (indirekte Abspannung) oder die Tragseile liegen direkt auf (direkt abgespannt). Die

    Trommel wird meist in Stahlbeton in stehender oder liegender Ausfhrung gefertigt. Die Futterung

    der Trommel besteht aus Holz.

    erluternde Bemerkung

    nach den sterreichischen Drahtseilbedingnissen ist Hirnholz aus gedmpfter Weibuche, Esche oder Lrche zu verwenden. Eichenholz ist auf Grund der im Holz enthaltenen Sure ungeeignet.

    Fr den Reibwert ist die Annahme eines Mindestwertes ausreichend. Eine genaue Ermittlung ist im

    Einzelfall nicht mglich, da abhngig von der Seiloberflche und durch das Eindrcken des Seiles

    in die Holzfutterung nicht nur eine ausschlieliche Reibverbindung, sondern auch eine Verzahnung

    stattfindet.

    Die Annahme der Gltigkeit der Euler-Eytelwein'schen Formel mit gleich ber die Kontaktflche

    Seil-Holz angenommenen Reibwert (Gesetz nach Coulomb) wird als Rechenmodell verwendet, ist

    aber nur als Nherung anzusehen.

    Die Vereinfachungen sind: genau genommen:

    - ist ber die Auflageflche konstant ist Coulomb nicht zulssig

    - Die Seilkrmmung ist konstant ndert der Eindrckmodul die Krmmung

    - Ein starres Seil ist es kein starres Seil

    - Eine starre Unterlage ist die Futterung elastisch

  • SEILBAHNBAU

    38

    Auf Grund des Forschungsergebnisses von ENGEL kann fr die Ermittlung der Restspannkraft im

    Seil nach den Umschlingungen ausreichend genau mit einem theoretischen Reibwert gerechnet

    werden. Der theoretische Reibwert betrgt mindestens 0,10 und wird in dieser Gre als

    Berechnungsgrundlage herangezogen. Tatschlich ist der Reibwert insbesondere bei lngerer

    Auflagedauer wesentlich hher.

    Der Umschlingungswinkel betrgt mindestens 1080 (drei volle Umschlingungen).

    '

    21 eSS 21 SSU

    .......... Umschlingungswinkel U .......... Umfangskraft .......... theoretischer Reibwert 0,10 S1 ........ einlangende Seilspannkraft S2 ......... Restspannkraft

    erluternde Bemerkung

    Ableitung der Euler-Eytelwein'schen Formel:

    Mit der Nherung dSdT ergibt das Krftegleichgewicht an einem Seilelement, das mit der Seilkraft S() belastet ist, die

    Radialkraft

    Sdd

    dSd

    SdN 22

    2

    Um das Rutschen des Seiles zu verhindern muss fr die Reibungskraft gelten dNdT

    Somit wird SddS und durch Umformen folgt dS

    dS

    Die Integration

    00d

    S

    dS fhrt zu 0lnln SS ,

    ausgewertet fr die am Ende der Aufliegelnge wirkenden Seilspannkrfte S1 und S2 wird 2ln1ln SS ,

    gleichbedeutend mit

    2

    1ln

    S

    S.

    Somit ergibt sich die bekannte Euler-Eytelweinsche Bedingung: eSS 21

    Wenn die Restspannkraft S2 an der Abspanntrommel ermittelt wird, ist die Grenzbedingung eSS 21 anzusetzen.

    dT dN

    S

    S

    dS

    S+dS

    S

    dT

    dN d

    d/2

    d/2

  • SEILBAHNBAU

    39

    Abb.: Kraftansatz bei der Trommelverankerung

    Die Restspannkraft S2 muss gesichert in die Tragkonstruktion bertragen werden. Dies geschieht

    mittels einer Halteklemme, der eine Sicherheitsklemme nachgeordnet ist. Beide sind als Platten-

    klemmen ausgefhrt.

    Die Sicherheitsklemme wird mit einem festgelegten Spalt unmittelbar nach der tragenden

    Halteklemme angeordnet. Der Abstand zwischen der tragenden Halteklemme und der Sicherheits-

    klemme ist festgelegt (wenige Millimeter). Dieser Abstand wird mit einem "Spion" regelmig

    kontrolliert, ob das Seil in der Halteklemme gerutscht ist. Bei einem Rutschen trgt die Sicherheits-

    klemme mit.

    Abb.: tragende Seilklemme und Sicherheitsklemme

    Die Trommelverankerung ist eine Fixabspannung. Das heit, dass Lngsbewegungen des

    Tragseiles an diesen Abspannpunkten nicht mglich sind.

    erluternde Bemerkung Bei direkter Abspannung des Tragseiles an einer Seiltrommel wird eine grere Seillnge des Tragseiles vorrtig aufgewickelt, da bei der Seilbestellung das regelmige Nachlassen des Tragseiles bercksichtigt werden muss.

    S2

    S1

    Halteklemme

    Sicherheitsklemme

    Anschlagpunkt

    Abspanntrommel

    Halteklemme Sicherheitsklemme

    Messspalt

    Anschlag

    Seiltrommel

  • SEILBAHNBAU

    40

    4.5 WEITERE SEILENDVERBINDUNGEN

    Zu diesen zhlen die Pressklemmenverbindungen, Endspleie, Seilschloss, Seilklemme.

    Diese dienen in erster Linie nur bei untergeordneten Seilen und werden nur in einem geringen

    Umfang im Seilbahnbau verwendet.

    erluternde Bemerkung

    4.5.1 Pressklemmenverbindungen

    Zu den Seilendverbindungen mit Pressklemmen zhlen die Aluminium-Pressverbindungen, die Flmischen Augen mit Stahl- oder Aluminiumpressklemmen und die Bolzenverpressungen. Die Pressklemmenverbindungen sind unlsbare Seilendverbindungen.

    Aluminium-Pressverbindungen

    Die Pressverbindungen knnen mit oder ohne Kausche hergestellt werden. Normen geben die Anforderungen an die Tragkraft und die Ausfhrung (NORM EN 13411-3). Das zu verpressende Seil wird zur Schlaufe gebogen, dann die Aluminiumpressklemme aufgeschoben und verpresst.

    Abb.: Pressverbindung ohne Kausche

    Abb.: Pressverbindung mit Kausche

    Flmische Auge

    Beim Flmischen Auge wird das Seilendstck in zwei Hlfte geteilt und aufgedreht. Mit den beiden Hlften wird eine Schlaufe gebildet und im Schlaufenbereich wieder zu einem Seil zusammengedreht. Das Tragvermgen sinkt auf etwa 60 % der Seilbruchkraft. Die Befestigung der losen Litzenenden erfolgt mit einer Verpressung durch Stahl- oder Aluminiumpressklemmen. Das Flmische Auge kann mit oder ohne Kausche hergestellt werden. Zur Herstellung des Flmischen Auges drfen nur spannungsarme, einlagige Rundlitzenseile mit Stahleinlage verwendet werden.

  • SEILBAHNBAU

    41

    Abb.: Herstellung des flmischen Auges

    Bolzenverpressung

    Die Bolzenverpressung ist eine sehr dnne Seilendverbindung. Sie wird nur selten im Seilbahnbau, viel fter dagegen in der Luftfahrt, verwendet. ber das Seilendstck wird eine Stahlhlse geschoben und diese durch Aufpressen, Aufziehen, Aufwalzen oder Aufhmmern an das Seil gepresst. Mit diesen Verbindungen werden Bruchkrfte von 90 bis 100 % der Seilbruchkraft erreicht.

    4.5.2 Endspleie, Seilschloss, Seilklemme

    Endspleie

    Es wird dabei unter Schlaufensplei und Kauschensplei als schlaufenbildende Spleie unterschieden. Das Spleien ist eine handwerkliche Ttigkeit, die mit Werkzeugen aber ohne Maschinen durchgefhrt wird. Bei Zerreiversuchen erreicht die Endverbindung etwa 80 bis 90 % der Seilbruchkraft, die Dauerschwing- oder schwellfestigkeit ist allerdings gering.

    Seilschloss

    Seilschlsser sind in der NORM EN 13411-6 angegeben. Sie arbeiten auf dem Prinzip der Selbsthemmung (Verkeilung), wenn das Seil unter Zug gebracht wird. Die Zugkraft wird im Seilschloss allein durch Reibung zwischen dem Seil und dem seilumschlungenen Keil bzw. dem Schlossgehuse bertragen. Die Verbindung kann gelst werden.

    Abb.: asymmetrisches Seilschloss

    Abb.: Seilendverbindung mit einem Seilschloss

  • SEILBAHNBAU

    42

    Seilklemme

    Seilklemmen dienen ebenfalls zur Herstellung von lsbaren Seilendverbindungen (NORM EN 13411-5). Die Endverbindung besteht aus einem Klemmbgel und einer Klemmbacke und kann sowohl mit als auch ohne Seilkauschen hergestellt werden. Die Schlaufenlnge soll mindestens das Dreifache des Aufhngebolzendurchmessers, mindestens jedoch das 15-fache des Seildurchmessers betragen.

    Abb.: Seilklemme gesamt und Klemmbacke

    Abb.: Seilendverbindung mit drei Seilklemmen und einer Kausche

  • SEILBAHNBAU

    43

    5 SEILSTATIK

    Die Seilstatik dient zur Bestimmung der Linienfhrung der Seilbahn, zur Austeilung der Sttzen, der

    Bemessung der Seile und der Bemessung der durch Seile belasteten Bauteile.

    Fachbegriffe:

    LEERES SEIL: Seil, das nur durch sein Eigengewicht belastet ist

    LEERSEIL: Seil, das mit leeren Fahrzeugen belastet ist

    VOLLSEIL: Seil, das mit vollen Fahrzeugen belastet ist

    SEILLINIE: jene Kurve, die ein Seil unter der Wirkung von Lasten (Eigengewicht, uere Be-

    lastungen) einnimmt.

    LEERSEILLINIE: Seillinie des leeren Seiles (Seil ohne Fahrzeuge)

    VOLLSEILLINIE: Seillinie eines Vollseiles bei Annahme einer gleichmigen Verteilung der ueren

    Belastungen

    LASTWEGKURVE: jene Kurve, die das Tragseil unter Belastung einer Einzellast oder mehrerer

    Lasten einnimmt. Sie wird aus der Verbindung des Tragseildurchhanges am einzeln betrachteten

    Seilort ermittelt.

    SEILFELD: Seilabschnitt zwischen zwei Seiluntersttzungen

    FELDSEHNE: Linie zwischen den Seiluntersttzungen an den Feldenden

    FELDLNGE l: horizontale Distanz zwischen den Sehnenschnittpunkten benachbarter Seilfelder

    SCHRGE FELDLNGE l*: Distanz zwischen den Sehnenschnittpunkten an den Feldenden

    cos*

    ll

    FELDHHE h: Hhenunterschied zwischen den Sehnenschnittpunkten an den Feldenden

    DURCHHANG f: Hhendifferenz zwischen der Feldsehne und dem Seil

    SEHNENNEIGUNG : Winkel zwischen der Feldsehne und der Horizontalen

    l

    htan

    SEILNEIGUNG : Winkel zwischen der Tangente an die Seilkurve und der Horizontalen

    SEILSPANNKRAFT S: Zugkraft im Seil

    HORIZONTALSPANNKRAFT H: Horizontalkomponente der Seilspannkraft

    GRUNDSPANNKRAFT S0: Durch ein Spanngewicht oder durch eine hydraulische Spanneinrich-

    tung eingebrachte konstante Seilspannkraft

    HHENSPANNKRAFT SH: Durch die Eigenmasse des Seiles erzeugte Seilspannkraft

    UMFANGSKRAFT U: Die an der Antriebsscheibe wirkende Differenz der Seilspannkrfte

  • SEILBAHNBAU

    44

    In den folgenden Abschnitten werden lediglich die Grundlagen zur Berechnung der kenn-

    zeichnenden Gren angegeben und im Wesentlichen die wichtigsten Formeln angefhrt und

    erlutert. Fr eine weitere Vertiefung wird auf die Fachliteratur, insbesondere auf das Standardwerk

    von Czitary, "Seilschwebebahnen", 2. Auflage 1962, verwiesen.

    In der Seilstatik werden die gespannten Drahtseile grundstzlich als biegefreie Tragelemente

    betrachtet. Die Fahrbahn einer Seilbahn wird durch ein oder zwei Seilen gebildet (hnlich den

    Schienen bei der Eisenbahn). Damit das Befahren mglich ist, muss das Seil gespannt werden. Bei

    einer groen Seilspannkraft wird das Befahren ruhiger und uere Streinflsse (z.B. Windkrfte,

    Belastung durch das Fahrzeug) wirken geringer auf das Fahrverhalten der Seilbahnfahrzeuge. Die

    Vorspannung des Seiles wird durch die Grundspannkraft S0 erzeugt. Diese Vorspannung ist fr die

    Seilstatik wesentlich. Ihre Wirkung soll kurz dargestellt werden:

    Ein vollkommen biegsames Seil ist zwischen zwei Sttzen lose gespannt und durch eine

    Einzellast Q belastet. Zeichnet man fr eine beliebige Laststellung sowohl das Seilpolygon als auch

    das Krftepolygon erhlt man die Seilspannkrfte an den Abspannpunkten und eine in horizontaler

    Richtung wirkende Komponente dieser Seilspannkrfte, die als HORIZONTALSPANNKRAFT H

    bezeichnet wird.

    Abb.: Krftepolygon eines Seilfeldes, in dem das Seil lose gespannt aufliegt

    Aus dem Krftepolygon ist erkennbar, dass die Laststellung im Seilfeld die Gre und die Neigung

    der Seilspannkraft beeinflusst. Das Befahren dieses zwischen zwei Sttzen aufgehngten losen

    Seiles wre nicht mglich, da das Fahrzeug nicht auf die Sttze gelangt. Deshalb muss das Seil

    durch eine Spanneinrichtung (Spanngewicht oder hydraulischer Zylinder) vorgespannt werden. Die

    nchste Abbildung zeigt das Schema eines durch ein Spanngewicht vorgespannten Seiles.

    Die Gre der Horizontalspannkraft H ist von der Gre der Grundspannkraft S0 (Masse des

    Spanngewichtes G bei Einzelabspannung oder G/2 bei einer geschlossenen Zug- oder

    Frderseilschleife) abhngig. Grundstzlich wird im Seilbahnbau die Grundspannkraft S0 und die

    Horizontalspannkraft wesentlich grer als die Einzellast Q gewhlt. Der Quotient Q/H bzw. Q/S

    wird als QUERBELASTUNGSVERHLTNIS definiert. Dieses betrgt hchstens 1/10 (bei

    Tragseilen) und 1/15 (bei Frderseilen). Somit kann mit ausreichender Genauigkeit angenommen

    werden, dass die Horizontalspannkraft fr jedes einzelne Seilfeld konstant ist.

    Je grer die Horizontalspannkraft H ist, umso geringer wird der Durchhang des Seiles.

    Q

    H1

    H2

    H3

    1

    2

    3 Q Q

    Q

    3 2 1

    Wagenortskurve

  • SEILBAHNBAU

    45

    Abb.: durch ein Spanngewicht stark gespanntes Seil und Krftepolygon dazu

    H = konstant fr jedes Seilfeld

    Bei geneigten Seilfeldern mit unterschiedlichen Sehnenneigungen ist die Horizontalspannkraft

    jeweils verschieden gro.

    iii SH cos , 111 cos iii SH ,

    1 ii SS bei Vernachlssigung der Seilreibung auf der Sttze

    Die Annahme einer im Seilfeld konstanten Horizontalspannkraft ist Voraussetzung fr alle Berech-

    nungen der Seilstatik und gilt fr alle nachstehenden Formeln.

    erluternde Bemerkung Das Querbelastungsverhltnis Q/H beeinflusst nicht nur die Seilgeometrie und die Seilspannkrfte, sondern auch die im Seil auftretenden Zug- und Biegebeanspruchungen. Es sind daher aus anderen Sicherheitsberlegungen wesentlich geringere Querbelastungsverhltnisse vorteilhaft; insbesonders aus Grnden der Dauerfestigkeit von Einzeldrhten im Seil.

    Q Q

    Q

    2 3

    1 G

    H1 H2 H3

    Q

    1

    2 3

    Si+1=Si

    Si

    Hi

    Hi+1

    Sttze i

    i i+1

  • SEILBAHNBAU

    46

    5.1 LEERES SEIL

    Bei der Annahme eines biegefreien Seiles kann das Seil nur Zugkrfte aber keine Querbelastung

    oder Biegemomente bertragen.

    Seilspannkrfte

    Als Last tritt neben der Grundspannkraft S0 nur die lotrecht wirkende Seilmasse q in Erscheinung.

    Abb.: Krfte und Lasten an einem Seilstck

    dyqds

    dydsqdsqdS sin

    und beim bergang vom Differential- zum Differenzenquotient wird

    yqSyyqSS iiiii )( 11 und die nderung der Seilspannkraft wird

    yqSSS ii 1

    Die nderung der Seilspannkraft S ist zum Hhenunterschied y proportional.

    Die Hhenspannkraft SH wird aus der Seilmasse q und dem Differenzenquotient y ermittelt.

    yqSH

    Die gesamte Seilspannkraft an der betrachteten Seilstelle betrgt damit:

    iHiSSS 0

    S0 ist die durch ein Spanngewicht oder durch eine hydraulische Spanneinrichtung erzeugte

    konstante Seilspannkraft (meist in der Talstation).

    Die Seilspannkraft Sx an einem betrachteten Seilort x im Seilfeld oberhalb der Sttze i wird zu:

    xix fxqSS tan)(

    und im markanten Punkt Seilfeldmitte

    mimim f

    hqSf

    hqSS

    221

    Es ist erkennbar, dass ohne Kenntnis des Durchhanges f(x) keine weitere Bestimmung mglich

    ist, da die Verformung (Durchhang) einen wesentlichen Einfluss auf die Berechnung hat und

    daher nicht wie bei der Th