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Grundüberlegung


Wie wäre es, wenn man mit einem 3mm Sicherungsseil, Geräte absichern kann, die sonst ein 4mm, oder gar 5mm starkes Sicherungsseil erfordern?


Warum wäre das zum Vorteil?

Da die Sicherungsseilaufnahmen der Movinglights oft so eng gestaltet sind, so das standard Sicherungsseile nach deutscher Norm und dimensionierung nicht dort befestigt weren können.


Warum sind deutsche Sicherungsseile so groß dimensioniert?

Hintergrund der Forderung, zu einer höheren Dimensionierung, war die Berechnung des dynamischen Impulses, wenn das zu sichernde Gerät die maximalen 30 cm, die der Dimensionierung zugrunde gelegt werden, in das Seil hineinfällt.



Durch die große Impulskraft wird die heute geforderte Dimensionierung von Sicherungsseilen benötigt, jedoch hat die größere Dimensionierung der Seile auch praktische Nachteile wie eine erheblich schlechtere Handhabbarkeit, da der größere Seildurchmesser das Seil wesentlich schlechter biegen und somit schlechter umschlingen lässt. Auch die vorgesehenen Sicherungsseil-Aufnahmen der abzusichernden Geräte wie Movinglights werden mit so groß dimensionierte Seilverbinder konfrontiert und erlauben schon oft nicht mehr das Anschlagen in der geforderten Dimensionierung an der vorgesehenen Stelle. Von dem höheren Seilgewicht und steiferen Biegeeigenschaften, die eine größere Dimensionierung mit sich bring, einmal abgesehen. Völlig außer acht gelassen wird dabei, dass das Seil nun auch starr genug ist um diese Impulskraft in den Hängepunkt des Sicherungsseiles bzw. an die Sicherungsaufnahme des Scheinwerfers, weiterzuleiten. Das man bei solchen Kräften die z.B. aufgenietete Sicherheitsseilaufnahmelasche absprengt, oder die Gehäusegraugussausformung für das Sicherheitsseil wegplatzen muss, oder das Brace um das das Seil geschlungen war beschädigt, ist bei den zugrunde gelegten Impulsen eines Labormessaufbaus einfach vorstellbar, genauso wie das durch diesen starken Ruck der Kopf des Movinghead sich nun doch vom Yoke löst.

Also galt es, wenn man wieder zu einem schlanken Seil kommen will, die Impulskraft zu begrenzen. Die übrigen Komponenten im Sicherungsseilverbund würden dann auch nicht dieser Impulskraft ausgesetzt, wenn es gelingt mit dem Sicherungsseil den hohen Impuls abzuflachen. Wie wir wissen, ist die Fläche, die innerhalb der Impulskraft-Kurve eingeschlossen ist, gleich der Energie die abgebaut werden muss. Hat man nun ein sehr starres System, ist der Weg sehr kurz und die Kraft wird sehr hoch, analog dazu wenn man z.B. bei einer Induktivität auf einmal den Stromkreis öffnet erfolgt eine sehr hohe Spannungsspitze von kurzer Dauer. Um nun die Kurve abzuflachen benötigt man also mehr Weg, damit die Fläche unter der Kurve gleich bleiben kann, denn die Kinetische Energie des einfallenden Scheinwerfers ist ja gleich, sprich konstant. In der Elektrotechnik nimmt man einen Widerstand, über den die Energie langsam abfließen kann. Bei einem Sicherungsseil muss es eher etwas sein wie die Knautschzone eines Autos.

Ein Scheinwerfer, der in ein Sicherungsseil einfällt, bedeutet in der einfachen Welt der Physik folgendes: Der Scheinwerfer weist eine Masse m (kg) auf. Der Scheinwerfer fällt 30 cm im freien Fall bis er vom Sicherungsseil abgefangen wird und erreicht bis dahin die Geschwindigkeit v nach:

v = Wurzel ( 2 x g x s ) mit g = Erdanziehung mit 9,81 m/s²

v = 2,43 m/s s = Stecke = 0,3 m

F = Kraft in N


Und die Beschleunigungsarbeit (kinesische Energie) ist gleich dem Produkt eineinhalb mal der Masse mal der Geschwindigkeit zum Quadrat.


W = 0,5 x m x v²


Nehmen wir also eine Masse von 35kg bei einem Movinglight an, so erhalten wir eine kinetische Energie von 103 Nm die nun vom Sicherungsseil abgebaut werden muss, was nach folgender Formel erfolgt.


W = F x s


Nun ist es leicht einzusehen, das mit W, der kinetischen Energie die abgebaut werden muss, ein kurzes Sicherheitsseil, welches kaum Seildehnung unter Last zuläßt, mit einer wesentlich höheren Kraft zu kämpfen hat, als ein längeres Sicherungsseil, welches eine längere Strecke zum dehnen bieten kann. Denn wenn W konstant bleibt wird bei kleiner Strecke (Seildehnung) die Kraft höher, aber kann die Seildehnung zulegen, kann die Kraft kleiner werden. Und für ein Stahlseil ist nur eine kleine Dehnung möglich, die für das Drahtseil nach DIN EN 12385-4:2003-03 in dem Sicherungsseil Normentwurf E DIN 56927:2007-04 mit 1,8% angegeben wird. Würde man also ein sehr kurzes Seil nehmen, dann weist das Seil kaum eine Dehnung auf und die Impulskraft würde noch höher werden. Würde man aber nun ein drei Meter langes Sicherungsseil verwenden, würde dies demnach noch viel besser sich längen können und damit die beaufschlagende Kraft noch mal erheblich senken. Aber 3m lange Sicherungsseile sind in der Handhabung uninteressant. Ein Seil mit einem bestimmten Durchmesser kann nur bis zu einer bestimmten Höhe Kraft beaufschlagt werden. Wird diese Kraft überschritten droht die bleibende Verformung bis zur Zerstörung. Universal greift hier die Formel F = A x Omega mit Omega = Zugspannung in N/mm² und A dem Querschnitt in mm². Und so erkennen wir, das das nach DIN vorgeschlagene Seil eine Nennfestigkeit von 1770 N/mm² aufweist, nun die Höhe der Kraft nur mit größeren Seildurchmesser bewältigt werden kann kann, es sei denn man verwendet andere Stahlseile die eine höhere Zugspannungen aufweisen, oder aber wie kann ein Sicherungsseil unter Last länger werden, damit die Kraft nicht so hoch wird die auf das Seil wirkt. So kommt nun der Saveking ins Spiel.



Impuls-verbreiterung

Der Safeking ist ein Sicherungsseil welches aufgrund seines Aufbaues unter großer Last eine definierte Seillängung gewährleistet und somit im Falle eines Falles die Impulskraft deutlich minimiert. Folglich kann man erheblich höhere Gerätegewichte an den Saveking absichern als bei einem gleich dimensionierten Sicherungsseil. Lange genug auf die Folter gespannt, der Saveking kann sich längen, weil er einfach eine kleine Schlaufe bildet, die mit einer Pressklemme fixiert wird. Sollte nun der Fehlerfall Eintreten und ein Gerät in das Sicherungsseil einfallen, dann rutscht das Seil durch diese Pressung und längt damit das Seil bzw. hierdurch wird bereits die kinetische Energie abgebaut, die durch die Reibung innerhalb der Pressung die durch das durchrutschenden Seil erfolgt, fast so wie der Bremsweg bei einem Auto.

Aber in Wirklichkeit ist es nicht so einfach wie soeben beschrieben. Eine Schlaufe und eine einfache Pressklemme aufsetzten und fertig ist der Lack, dem ist leider nicht so. Was man an diesen ersten Prototypen nicht erkennen kann, und was bei Endprodukt auch sichtbar wird, ist genau diese Pressung für diese Schlaufe. Denn es steckt sehr viel Know How in einer speziellen Art von Verpressung und einer besonderen Behandlung dieser Stelle, damit die geforderten Eigenschaften der Stoßdämpfung in der gewünschten Form auftreten. Dazu ist auch ein spezielles Presswerkzeug notwendig, welches aufgrund seiner speziellen Funktion eine unikate Einzelanfertigung ist. An dieser Stelle werden auch die üblichen Kopierer erst einmal eine weile zu knacken haben.

Der Saveking kann nun mit diesen einfach geometrischen Trick folgende Vorteile für sich verbuchen: Er kann als 3mm starkes Sicherungsseil die gleichen Sicherungsaufgaben übernehmen wie die konventionellen 3mm, 4mm, und 5mm Sicherungsseile. Darüber hinaus ist die Dämpfung des Impulses nicht nur für das Sicherungsseil selber Material schonend, sondern bietet darüber hinaus auch für den Scheinwerfer der abgesichert wird bzw. die Haltekonstruktion an der das Sicherungsseil angeschlagen ist eine wesentlich geringere Stoßbelastung im Fehlerfall. Das kann evtl. auch teurere Reparaturen an dem gesicherten Scheinwerfer ersparen bzw. auch Folgeschäden minimieren. Mann kann diesen Faden auch weiterspinnen und eine abwandlund dieses Prinzips als Schutz für die Hängepunkte im Hausdach vorstellen. So könnten dann wenn eine Gruppe von Kettenzügen in die Bremse fallen der Lastschlag so groß sein, so das solche "Zwischenseile" die Kinetische Energie auffangen, die Dachkonstruktion womöglich beschädigt hätten und darüber hinaus erfolgt eine die deutliche Kennzeichnung der Überbelastung, damit auch derjenige der diesen Umstand verursacht hat zur Verantwortung herangezogen werden kann. Denn eine weitere Eigenschaft wird durch diese Schlaufe realisierbar. Durch eine farbliche Kennzeichnung an der Pressung ist es im Falle einer Fehlerauffangsituation, sofort erkenntlich das ein Fehlerfall vorlag, denn das durchrutschen wird durch die damit verbundene Verschiebung der Farbmakierung automatisch protokolliert. Im Bild kann man sehr deutlich die verschobene Farbmakierung erkennen. Damit ist eine "Ablegereife" sehr deutlich definiert und man kann bei diesem Seiltyp die Forderung der BGI Schrift erstmals umsetzten bzw. beweisen, das dieses Seil bereits einmal ein Gerät abgefangen hat und deshalb abgelegt sprich ausgemustert werden muss. Hierdurch könnte auch von der Forderung ein Sicherungsseil 30 mal mit dem Sicherungsgewicht zu prüfen ist noch einmal überdenken, da der einmalige Einsatz hiermit eindeutig zuzuordnen ist.

Nebenbei bemerkt, in dieser DIN 3093 ist auch definiert, das Pressverbindungen unter Pressklemmnummer 8 nicht gekennzeichnet werden brauchen. Damit kommen wir zu einem weiteren Problem. Werfen wir 4mm Sicherungsseile verschiedener Hersteller in das Case für die Sicherungsseile, kann man anschließend nur in den seltensten Fällen die Sicherungsseil den einzelnen Herstellern wieder zuordnen. Deshalb sind Sicherungsseile die eine andere Art von Kennzeichnung vorsehen, wie z.B. eine mit aufgezogene Plakette, vorzuziehen. Damit kann auch deutlich gemacht werden, das es sich um ein Sicherungsseil handelt, damit es nicht zu Tragzwecken eingesetzt wird sowie das maximal abzusichernde Gerätegewicht angeben, denn nicht jeder hat die Tabelle der Gewichtsklassen, Seildurchmesser und Verbindungsglieder der BG im Kopf. Nebenbei kann dort auch die Hersteller-Kennzeichung erfolgen. Im Falle von Ingo Witthuhn wäre das für Seilhersteller zentral vergebene Herstellerkennzeichen ID.

Ein Teststand für Sicherungsseile ist nicht als fertiges Produkt aus der Industrie zu erwerben. Denn in der Industrie werden in erster Linie Zugversuche oder Schlagversuch durchgeführt, aber nicht Angelehnt an Forderung der Praxis das Prüfgewicht im freien Fall 30cm fallen zu lassen um dann aufgefangen zu werden. So entstand eine Prüfmaschine, die mit Hilfe eines Kettenzuges ein Prüfgewicht anhebt. Dieses Prüfgewicht wird dann mit einem Elektromagnet in der Höhe X gehalten. Dann kann man das zu prüfende Sicherungsseil um die Aufnahme des Prüfgewichtes und einer Aufnahme an einer Lastmesszelle anbringen. Diese spezielle Lastmesszelle überträgt über einen Wandler die Kraftdaten in sehr schneller Folge an einen Rechner, der dann die Kraft über die Zeit innerhalb des Lasteinfallzeitraumes in genügender Auflösung darstellen kann. Öffnet man den Stromkreis des Elektromagneten fällt dann die Last in das Sicherungsseil welches den Sensor mit den Daten füttert.

Die Forderung der mehrmaligen Prüfung ist sowieso ein wenig in der kontroversen Diskussion, denn wenn man für ein Sicherungsseil fordert, das es nach einmaligen Absicherungsfall ausgemustert werden muss, warum testet man dann weitere 29 mal ob das Seil noch hält? Denn leider ist es so, dass das Seil unter solch starken Belastungen immer steifer wird. Dieses Steifer werden bedeutet auch das das Seil sich nicht mehr so gut längt also die Strecke immer kleiner wird. Somit erhöht sich bei geringeren Seillängungen dann auch die Impulskraft und so wird jedes Seil früher oder später reißen. Bei einem Saveking Sicherungsseil wird sich bei mehreren Belastungen die Schlaufe weiter zuziehen. Je öfters die Belastung um so weiter wird die Schlaufe immer kleiner, so weit, bis Sie sich um die Pressung herumgeschlungen hat. Dann ist im nächsten Fehlerfall dem Seil auch die Möglichkeit genommen, weiter Strecke nachzugeben und wird unweigerlich wie ein konventionelles Sicherungsseil belastet, was soviel bedeutet, das es auch reißt. Jedoch wenn die Schlaufe schon nicht mehr zu sehen ist, dann ist es aber auch unverantwortlich solch ein Sicherungsseil weiter einzusetzen. Durch die Minimierung des Impulses ist es auch möglich kleinere Verbindungsglieder als die sonst geforderten Verbindungsglieder einzusetzen. Das hat den Vorteil, dass mit den kleineren Verbindungsgliedern, man nun auch an den vorgesehenen Stellen das Sicherungsseil am Movinglight anschlagen kann, da bei der sonst üblichen Dimensionierung die meist internationalen Geräte keinerlei Sonderaufnahmen für die deutschen Dimensionsbefindlichkeiten aufweisen. Interessanter weise haben diese Fallversuch aber auch die Änderung der 2007er BGI Schrift bestätigt, obwohl es schwer nachzuvollziehen ist, das der zweisträngige Betrieb keine Vorteile gegenüber den Ein strängigen Betrieb aufweist. Sicher wird durch die zwei Wege die Kraft halbiert. Aber leider wird durch die Umlenkung auch die Seildehnungsstrecke halbiert. Nun haben wir aus dem vorausgegangenen erkannt, das für die Energie W bei Halbierung der verfügbaren Strecke die Kraft sich verdoppeln muss. Dem ist auch so. In den Messungen geht klar hervor das beim zweisträngigen Betrieb die Impulskräfte sehr deutlich höher sind als bei Einsträngigen Betrieb. Ein Ergebnis was man so nicht vermutet hätte.

Sicherungsseil Saveking



Teststand mit Dynamischen
Kraftmesssensor und Prüfgewicht
in der Ausgangsposition



Schlaufe des Saveking im Detail




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mit ruhenden Prüfgewicht nach Fallversuch mit dem Saveking

mit fallenden Prüfgewicht