DE2639520C3

DE2639520C3 - Gegen Seilbruch bei extrem hohen schlagartigen Belastungen geschützte Seilverbindung

Info

Publication number: DE2639520C3
Application number: DE2639520A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Bauing. Dr. Werner Heierli; Alex Gutenswil Temperli
Original assignee: Kabelwerke Brugg AG
Current assignee: Kabelwerke Brugg AG
Priority date: 1975-09-08
Filing date: 1976-09-02
Publication date: 1981-04-02
Also published as: NO145445C; FR2323070B1; IT1074015B; FR2323070A1; CH610631A5; ATA654176A; AT357598B; NO145445B; DE2639520A1; DE2639520B2; NO763053L

Description

Die Erfindung geht aus von einer Seilverbindung der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen und durch die DE-AS 12 85 493 bekanntgewordenen Art.

Bei näherer Betrachtung der Vorgänge, die sich beim Auffangen großer Feldbrocken in Steinschlagnetzen Abspielen, zeigt sich, daß ein Reißen der zur Aufhängung des Steinschlagnetzes verwendeten Drahtseile bzw. Seilverbindungen durch eine Erhöhung der Belastbarkeit der Drahtseile nicht verhindert werden kann und daß ganz allgemein das Reißen von Seilverbindungen bei durch bewegte Massen verursachten schlagartigen Belastungen nicht durch Erhöhung der Belastbarkeit der Seilverbindung verhinderbar ist.

Denn ein aus einer Höhe h in ein Steinschlagnetz fallender Felsbrocken übt bei seinem Auffangen — bei

ίο vorausgesetzt konstanter Bremsverzögerung über der Abbremsstrecke s — auf das Steinschlagnetz eine Kraft vom Λ/5-fachen seines Gewichtes aus, also z. B. ein Felsbrocken von 101 Gewicht bei einer Fallhöhe von 100 m und einer effektiven Abbremsstrecke von 0,1 m eine Kraft von 10 000 t, und diese Kraft ist nicht etwa eine bei gegebenem Gewicht und gegebener Fallhöhe des Felsbrockens kalkulierbare Größe, sondern sie ist vielmehr im Prinzip proportional zu der Belastbarkeit der zur Aufhängung des Steinschlagnetzes verwendeten Drahtseile. Der Grund dafür liegt darin, daß die effektive Abbremsstrecke s des Felsbrockens nicht etwa, wie bisher allgemein angenommen wurde, ungefähr der Strecke entspricht, wie der Felsbrocken vom Erreichen des Steinschlagnetzes bis zu seinem Stillstand zurücklegt, sondern daß das Abbremsen des Felsbrockens erst beginnt, wenn das Steinschlagnetz sich gespannt hat. und von diesem Moment an nur noch durch Dehnung der zum Aufhängen des Steinschlagnetzes verwendeten Drahtseile sowie des Netzes selbst eine Weiterbewegung des Felsbrockens möglich ist Denn damit ist die effektive Abbremsstrecke s direkt proportional der Dehnung der zum Aufhängen des Steinschlagnetzes verwendeten Drahtseile, und die Dehnung eines Drahtseiles ist je im elastischen Bereich bei vorgegebener Belastung nach dem Hook'schen Gesetzt bekanntlich umgekehrt proportional dem Seilquerschnitt und damit umgekehrt proportional der Belastbarkeit des Drahtseiles, so daß alsu die der Dehnung proportionale effektive Abbremsstrecke s umgekehrt proportional der Belastbarkeit der zum Aufhängen des Steinschlagnetzes verwendeten Drahtseile ist. Da nun die von dem Felsbrocken auf das Steinschlagnetz ausgeübte Kraft und damit natürlich auch die auf die zur Aufhängung des Steinschlagnetzes verwendeten Drahtseile ausgeübten Kräfte, wie oben erwähnt, umgekehrt proportional zu der effektiven Abbremsstrecke s sind und die effektive Abbremsstrekke s ihrerseits umgekehrt proportional der Belastbarkeit dieser Drahtseile ist, sind die von dem in das Steinschlagnetz fallenden Felsbrocken verursachten, auf die zur Aufhängung des Steinschlagnetzes verwendeten Drahtseile ausgeübten Kräfte proportional zu der Belastbarkeit dieser Drahtseile, und das bedeutet praktisch, daß ein Reißen dieser Drahtseile durch Erhöhung der Belastbarkeit derselben nicht verhindert werden kann, weil bei einer Erhöhung der Belastbarkeit der Drahtseile auch die auf dieselben bei einer schlagartigen Belastung durch eine bewegte Masse ausgeübten Kräfte in entsprechendem Maße ansteigen.

Die fehlende Erkenntnis dieser Tatsache war letztlich der Grund für eine Reihe schwerer Unfälle infolge Reißens der zur Aufhängung von Steinschlagnetzen verwendeten Drahtseile. Zwar hatte man natürlich erkannt, daß das Reißen der Drahtseile durch die

f>5 kinetische Energie der in das Steinschlagnetz fallenden Felsbrocken verursacht worden war, und man hat auch versucht, diese Ursache des Reißens der Drahtseile durch Einschaltung von Energieaufnahmemitteln wie

Zugfedern oder Gummidämpfungselementen (siehe z.B. FR-PS 13 81971, FR-PS 22 62 233 und DE-GM 19 84 913) in die zur Aufhängung von Steinschlagnetzen verwendeten Drahtseile bzw. Seilverbindungen zu beseitigen, aber diese Versuche waren deswegen erfolglos, weil weder die Energies ufnahmefähigkeit dieser Energieaufnahmemittel noch die Längendifferenzen, um die sich diese Energieaufnahmemittel bei der Energieaufnahme verlängern können, ausreichend waren und daher das Reißen der zur Aufhängung des Steinschlagnetzes verwendeten Drahtseile bei schweren oder aus großer Höhe in das Steinschlagnetz fallenden Felsbrocken nur zeitlich etwas verzögert wurde, jedoch nicht verhindert werden konnte. Denn in dem Moment wo während des Abbremsvorganges des Felsbrockens die Energieaufnahmefähigkeit dieser Energieaufnahmemittel erschöpft war bzw. eine weitere Verlängerung dieser Energieaufnahmemittel nicht mehr möglich war, war die Situation wieder die gleiche wie bei der Verwendung von nicht mit solchen Energieaufnahmemitteln versehenen, einfachen Drahtseiien zur Aufhängung des Steinschlagnetzes, d. h. von diesem Moment an wurden auf die zur Aufhängung des Steinschlagnetzes verwendeten Drahtseile bzw. Seilverbindungen wieder der Belastbarkeit dieser Drahtseile proportionale Kräfte ausgeübt, die dann zum Reißen der Drahtseile bzw. Seilbindungen führten. Nun hätte theoretisch zwar die Möglichkeit bestanden, ein solches noch in den Abbremsvorgang fallendes Eintreten der gleichen Situation wie bei der Verwendung einfacher Drahtseile zur Aufhängung des Steinschlagnetzes dvrch Energieaufnahmemittel mit ausreichender Energieaufnahmefähigkeit bzw. Verlängerbarkeit zu vermeiden, aber praktisch war man sich erstens der Notwendigkeit der Vermeidung der genannten Situation bzw. der Folgen bei NichtVermeidung derselben (Auftreten von der Seilbelastbarkeit proportionalen Schlagkräften auf die Aufhängungsseile) nicht bewußt sondern glaubte vielmehr, schon durch eine wesentliche Reduktion der wirksamen kinetischen Energie in den Energieaufnahmemitteln in Verbindung mit einer Erhöhung der Belastbarkeit der Aufhängungsseile ein Reißen derselben ausschließen zu können (was unzutreffend war, weil sich selbst bei einer 90%igen Energiereduktion und einer Erhöhung der Seilstärke auf das Doppelte beispielsweise bei dem obenerwähnten Fall eines aus einer Höhe von 100 m herabfallenden Felsbrockens von 10 t Gewicht noch eine Schlagkraft von 4000 t ergeben würde) und zweitens waren für den vorliegenden Zweck geeignete Energieaufnahmemittel mit ausreichender Energieaufnahmefähigkeit bzw. Verlängerbarkeit praktisch jedenfalls in Form von Zugfedern oder Gummidämpfungselementen auch kaum realisierbar, weil die erforderliche hohe Energieaufnahmefähigkeit zu viel zu großen Abmaßen der Energieaufnahmemittel geführt hätte (was z. B. daran ersichtlich ist, daß alle vier Aufhängungsfedern eines 10 t-Lastwagens zusammen bei einem Federweg von 0,5 m nur eine Energieaufnahmefähigkeit von 5 mt haben, während demgegenüber bei dem obenerwähnten Fall eines aus einer Höhe von 100 m herabfallenden Fe^Vc^cns von 10 t Gewicht erst eine Energieaufnahmefähigkeit von über 1000 mt ausreichend wäre).

Es waren aber aus anderen Gebieten, insbesondere aus dem Bereich der Leit- und Sicherheitszäune für Autostraßen, schon Energieaufnahmemittel bekannt, bei denen prinzipiell auch ohne große Abmasse eine hohe Energieaufnahmefähigkeit realisierbar ist, z. B. aus der eingangs genannten DE-AS 12 85 493, aus der Energieaufnahmemittel in Form von Klemmhülsen bekannt sind, durch die Drahtseile hindurchgeführt und in diesen gegen einen hohen Reibungswiderstand verschieblich eingeklemmt sind. Allerdings war dort die prinzipiell mögliche hohe Energieaufnahmefähigkeit nicht realisiert, weil die Endabschnitte der durch die Klemmhülsen geführten Drahtseile mit einer nur etwa dem fünffachen Seildurchmesser entsprechenden Länge

ίο relativ kurz waren und damit der neben dem Reibungswiderstand in erster Linie die Energieaufnahmefähigkeit bestimmende mögliche Verschiebungsweg der Drahtseile innerhalb der Klemmhülsen zu klein war. Daher konnten auch diese bekannten Energieaufnahmemittel trotz ihres an sich geeigneten prizipiellen Aufbaus keine direkte Anregung zu einem Ersatz der in die Aufhängungsseile von Steinschiagnetzen eingeschalteten Energieaufnahmemittel vermitteln, zumal ja von den Fachleuten auf dem Gebiet der Steinschlagnetze noch nicht einmal die Notwendigkeit von Energieaufnahmemitteln mit für den gesamten Abbremsvorgang der aufzufangenden Felsbrocken ausreichender Energieaufnahmefänigkeit erkannt worden war.
Die Aufgabe der Erfindung bestand darin. VoTichtungen der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art insoweit zu verbessern, daß eine noch bessere Dämpfung bei schlagartigen Belastungen erreicht wird, hierbei noch sicherer die gesamte Schlagenergie vollständig in Dämpfungsreibung umgesetzt wird und so eine gegen Seilbruch bei extrem hohen schlagartigen Belastungen geschützte Verbindung erreicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei der Erfindung die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Gestaltungsmerkmale vorgesehen, wobei noch in den Unteransprüchen 2 bis 6 für die Aufgabenlösung vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen beansprucht werden, die teilweise Überschneidungen mit dem Stand der Technik aufweisen.

Die Entwicklung der Erfindung, ausgehend von dem zu verbessernden Stand der Technik gemäß der DE-AS 12 85 493 über die noch zu lösende, auf diesen Stand der Technik spezifizierte Aufgabe, mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Lösungsmitteln und damit die Entwicklung des Gestaltungsprinzips bei der Erfindung war nicht ohne weiteres und ohne erfinderische Überlegungen möglich, weil zu dieser Entwicklung beim Stand der Technik keine ausreichenden technischen Hinweise zu erkennen sind, die den Fachmann zu dieser Entwicklung ohne erfinderische

Überlegungen befähigt hätten. Insbesondere läßt der Stand der Technik keinen Hinweis auf das oben näher erläuterte Auftreten von der Seilbelastbarkeit proportionalen Schlagkräften auf die Aufhängungsseile und die sich daraus ergebenden Folgen, nämlich die Umöglichkeit eines Ausgleiches höherer Schlagbelastungen durch höhere Seilbelastbarkeit sowie die Notwendigkeit von Energieaufnahmemitteln mit für den gesamten Abbremsvorgang der aufzufangenden Felsbrocken ausreichender Energieaufnahmefähigkeil, erkennen. Im Gegenteil ist beim Stand der Technik die Energieaufnahmefähigkeit der Energieaufnahmemittel zu gering, und zwar bei Zugfedern und Gummidämpfungselementen wie /.. B. nach den FR-PS 13 81 971 und 22 62 233 und dem DE-GM 19 84 913 schon wegen mangelnder technischer Realisierbarkeit einer genügend hohen Energieaufnahmefähigkeit und bei Autobahn-Leitzäunen wie z. B. nach der US-PS 18 92 222 und insbesondere der DE-AS 12 85 493, weil diesen ein ganz anderes

Funktionsprizip zugrundeliegt; denn dort sollen die Abspannseile im Falle des Aufpralles eines Fahrzeugs in einer Weise nachgeben, die eine Verringerung der elastischen Spannkraft der Seile zur Folge hat (DE-AS 12 85 493, Sp. 1, letzt. Abs.). Bei vollkommener Verspannung der Seile werden nämlich beim Auftreffen des Fahrzeugs im ilieoretischen Fall des Nichtnachgebens der Seile die Kräfte in den Seilen unendlich, und bei den bekannten Autobahn-Leitzäunen ist das Konstruktionsziel daher vor allem darauf gerichtet, diese theoretisch unendlichen Kräfte dadurch in erträgliche endliche Kräfte zu überführen, daß die Seile beim Fahrzeugaufprall um ein kleines Stück verlängert werden und damit die gestreckte Seillage in eine abgewinkelte Seillage übergeht und dadurch der Kraftwinkel so verändert wird, daß die unendlichen Kräfte in möglichst stark verringerte endliche Kräfte übergehen, so daß dadurch die Seilbeanspruchung aufgrund der Kraftverminderung verbessert werden würde. Das bietet aber wegen der geringen Energieaufnahmefähigkeit der relativ kleinen Verlängerungsstücke aus den oben schon erläuterten Gründen keinen sicheren Schutz vor Seilbruch.

Der entscheidende Vorteil der vorliegenden Seilverbindung ist zweifellos der vollständige Schutz gegen Seilbruch, der bei der vorliegenden Seilverbindung erreicht worden ist. Zusätzlich bringt die vorliegende Seilverbindung aber auch noch eine Reihe anderer wesentlicher Vorteile mit sich, die in erster Linie in einer Verringerung des technischen Aufwandes sowohl für die Seilverbindung selbst als auch für die gesamte das Steinschlagnetz, die Aufhängungsseile desselben und die Verankerungen der Authängung umfassende Steinschlag-Sicherungsanlage liegen. Denn die Klemmkraft der Klemmverbindungen kann bei den vorliegenden Seüverbindungen so eingestellt werden, daß sich bei hohen aufzunehmenden Schlagenergien wie z. B. der oben erwähnten Schlagenergie von 1000 mt nur ein entsprechend großer Seilgleitweg, jedoch keine wesentliche Mehrbelastung des Seils während der Energieaufnahme gegenüber der statischen Belastung desselben nach beendeter Energieaufnahme ergibt, und damit kann natürlich auch die Belastbarkeit bzw. die Stärke der für die Aufhängung verwendeten Drahtseile und ebenso auch der für das Steinschlagnetz selbst verwendeten Drahtseile und schließlich auch die Belastbarkeit der Verankerungen der Aufhängungen relativ gering gehalten werden, so daß z. B. der technische Gesamtaufwand für eine mit den vorliegenden Seüverbindungen als Aufhängungsseilen für das Steinschlagnetz ausgerüstete Steinschlag-Sicherungsanlagc noch wesentlich niedriger als der Gesamtaufwand für eine solche nur mit einfachen Drahtseilen'als Aufhängungsseilen ausgerüstete Anlage gehalten werden kann und die Anlage trotzdem wegen der im Prinzip nicht begrenzten Seilgleitwege Schlagenergien in einer Höhe aufnehmen kann, zu deren Aufnahme die bekannten Steinschlag-Sicherungsanlagen überhaupt nicht mehr in der Lage sind. Weitere Vorteile der vorliegenden Seilverbindung sind, daß bereits vorhandene Steinschlag-Sicherungsanlagen mit einfachen Drahtseilen als Aufhängungsseilen durch Bildung von Seilschlaufen in diesen Drahtseilen und Fixierung derselben mittels je eines Klemmorgans in mit den vorliegenden Seilver! indungen versehene, gegen Seilbruch geschützte Anlagen umgewandelt werden können, daß mehrere Schlaufen hintereinandergeschaltet und die Klemmkräfte der zugeordneten Klemmorgane entsprechend einem gewünschten mittleren Anstieg der Klemmkraft über dem Seilgleitweg (und damit der Abbremskraft über dem Abbremsweg) gestaffelt werden können, und daß die Seilverbindung ferner auch im ^r) Falle eines Überlastungsbruches des Klemmorgans nicht aufreißt (während demgegenüber die obenerwähnten Seüverbindungen mit eingeschalteten Energieaufnahmemitteln bei Bruch der Energieaufnahmemittel zwangsläufig an dieser Stelle aufreißen).

ίο Neben der geschlossenen Seilschlaufe ist aber auch eine aufgeschnittene Seilschlaufe möglich. Das hat insbesondere dann Vorteile, wenn sehr große Seilgleitwege erforderlich sind. Für diesen Fall können nämlich die beiden Seilstücke der aufgeschnittenen Schlaufe bis zu den beiden Enden der Seilverbindung reichen (so daß die Seilverbindung insgesamt annähernd bis auf das Doppelte ihrer Anfangslänge verlängerbar ist) und die beiden Seilstücke können lose, z. B. mit Ringen oder Ringbügeln, an den kraftübertragenden Seilteilen der Seilverbindung angehängt sein. Alternativ kann auch jeweils am Ende jedes der beiden Seilstücke ein Klemmorgan fest angebracht sein, mit dem das betreffende Seilstück durch eine Klemmverbindung mit dem anderen Seil verbunden ist. In beiden Fällen ergibt sich ein maximaler Seilgleitweg von annähernd der (Anfangs-)länge der Seilverbindung bzw. die Möglichkeit einer Verlängerung der Seilverbindung auf annähernd das Doppelte ihrer ursprünglichen Länge und damit natürlich eine außerordentlich große

-so Energieaufnahmefähigkeit. Im Rahmen dieser Weiterbildung liegt ferner auch eine Verbindung mit im Mittel über dem Seilgleitweg abnehmender Klemmkraft (bzw. über dem Abbremsweg abnehmender Abbremskraft). Hierbei sind mehrere aus je einem Seil mit aufgeschnit-

Ϊ5 tener Schlaufe bestehende Anordnungen parallelgeschaltet und die Anfangs- und Endlängen der einzelnen Anordnungen sowie die Klemmkräfte der zugeordneten Klemmverbindungen derart gestaffelt, daß die einzelnen Anordnungen in der Reihenfolge des Abfalls ihrer Klemmkräfte zur Wirkung kommen und die Anfangslänge jeder Anordnung ein wenig größer als die Endlänge der vorher zur Wirkung kommenden Anordnung ist, so daß die vorher zur Wirkung gekommene Anordnung infolge Herausgleitens eines der Seilenden aus dem Klemmorgan aufgerissen ist, wenn die nächste Anordnung zur Wirkung kommt. Somit konnten Überschneidungen der Aufgabenlösung mit diesem Stand der Technik und jenem gemäß den AT-PS 2 49 101 und 2 76 465 und gemäß den DE-OS 14 59 838 und 23 16 785 auf die Erfindung nicht hinführen, weil auch beim zuletzt genannten Stand der Technik in jeder Beziehung ganz andere Verhältnisse sind wie bei der Erfindung.

Prinzipiell läßt sich somit durch Hintereinanderschaltungen und Parallelschaltungen von Anordnungen mit geschlossenen und aufgeschnittenen Seilschlaufen jeder gewünschte Verlauf der Abbremskraft über dem Abbremsweg erzielen.

Das Klemmorgan kann bei der vorliegenden Seilverbindung vorteilhaft eine Gleitplatte und mindestens zwei Seilbriden umfassen, mit denen das Drahtseil an zwei benachbarten Seilstellen an die Gleitplatte angepreßt ist. Die Seilbriden können dabei zweckmäßig — zur Aufrechterhaltung ihrer Klemmkraft, z. B. bei

t>5 Materialabtragung an den Reibungsstellen durch das gleitende Drahtseil — unter Federdruck stehen, wobei hierzu vorzugsweise Druckfedern oder Spannscheiben vorgesehen sind.

In manchen Fällen, insbesondere wenn relativ hohe Klemmkräfte erforderlich sind, ist aber auch eine Ausbildung des Klemmorgans von wesentlichem Vorteil, bei der das Klemmorgan ein in Querrichtung elastisch verformbares Rohrstück und zwei einander gegenüberliegende, außen am Rohrstück angeordnete Klemmbacken zum Festklemmen von zwischen denselben und der Rohraußenseite hindurchlaufenden Drahtseilabschnitten sowie quer durch das Rohrstück verlaufende Schraubbolzen zum Zusammenziehen der beiden Klemmbacken umfaßt. Zweckmäßig kann dabei mit einer der beiden Klemmbacken Anfangs- und Endbereich einer Drahtseilschlaufe und mit der anderen Klemmbacke ein mittlerer Bereich der Drahtseilschlaufe festgeklemmt sein und die die Schlaufe bildende Seillänge größer als der Umfang des Rohrstückes sein.

Ebenso wie durch die vorliegende Erfindung das Reißen von Seilverbindungen nicht nur bei Steinschlagnetzen sondern ganz allgemein bei durch bewegte Massen verursachten schlagartigen Belastungen verhindert werden kann, ist auch das Anwendungsgebiet der vorliegenden Seilverbindung nicht auf Steinschlag-Sicherungsanlagen beschränkt. Vielmehr ergibt sich aufgrunddessen, daß die vorliegende reißfeste Seilverbindung eine nahezu unbeschränkte »Dehnbarkeit« (wie sie sonst nur bei Weichmetallen und weichem Flußstahl zu beobachten ist) und eine außerordentlich hohe Festigkeit (die nahezu der Festigkeit von hochwertigen Drahtseilen entspricht) in sich vereinigt, ein weites Anwendungsfeld für die vorliegende Seilverbindung. So kann sie beispielsweise auch bei Sprengnetzen, Bombensicherungsnetzen, Rennbahn-Auffangnetzen, Sicherungsnetzen für Lagergut. Sicherheitsgurten für Kraftfahrzeuge, Prellböcken für Schienenfahrzeuge, Stahltrossen für Schiffe und bei mit dynamischen Kräften beaufschlagten Zugverankerungen angewendet und z. B. bei Kranen als ein Reißen der Trossen verhindernde Überlastsicherung angewendet werden. Überhaupt ist die vorliegende Seilverbindung überall dort anwendbar, wo hohe stoßartig auftretende Zugbelastungen aufgenommen werden müssen und die Gefahr eines Reißens der diese Belastungen aufnehmenden Seilverbindungen besteht.

Die Merkmale der Erfindung und deren technische Vorteile ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Steinschlagsicherungsanlage mit einem Fangnetz und Abspannungen, die von je einer der vorliegenden Seilverbindungen gebildet sind

Fig. 2 ein Teilstück einer Seilverbindung der oben erwähnten Ausbildungsform mit einer in den Kraftübertragungsweg eingeschalteten Schlaufe und dem zugeordneten Klemmorgan in Seitenansicht

Fig.3 das in Fig.2 dargestellte Teilstück in Draufsicht auf das Klemmorgan

F i g. 4 ein Beispiel eines Kraft-Weg-Diagrammes der vorliegenden Seilverbindung mit der an der Verbindung angreifenden Kraft über der durch diese Kraft verursachten Verlängerung der Verbindung

Fig.5 ein Teilstück einer Seilverbindung der oben erwähnten Ausbildungsform mit einer in den Kraftübertragungsweg eingeschalteten Schlaufe sowie ein weiteres Ausführungsbeispiel des Klemmorgans.

Bei der in F i g. 1 schematisch dargestellten Steinschlagsicherungsanlage ist das Fangnetz t über Abspannungen, die von je einer der vorliegenden mechanischen Verbindungen gebildet sind, an den Verankerungsstellen 2 und 3 fest verankert. Die die Abspannungen bildenden Scilverbindungen zwischen dem Fangnetz 1 und den Verankerungsstellen 2 und 3 umfassen je ein Drahtseil 4 bzw. 5 und in den Kraftübertragungsweg eingeschaltete Energieaufnahmemittel 6 bzw. 7, die beispielsweise von Anordnungen wie in den F i g. 2, 3 und 5 gebildet sein können. Fällt in das Fangnetz 1 nun, wie in F i g. 1 angedeutet, ein großer

ίο Gesteinsbrocken, dann wird demselben beim Auffangen seine gesamte kinetische Energie entzogen. Bei diesem Entzug der kinetischen Energie bzw. diesem Bremsvorgang entstehen Bremsverzögerungskräfte, die umso größer sind, je kürzer der zur Verfügung stehende Bremsweg ist. Diese Bremsverzögerungskräfte, die zusätzlich zu dem Gewicht des Gesteinsbrockens von den Abspannungen aufgenommen werden müssen, können bei nicht mit Energieaufnahmemitteln versehenen, nur aus einfachen Drahtseilen bestehenden Abspannungen wegen der geringen Dehnungsfähigkeit von Dtahtseilen und dem damit gegebenen sehr kurzen Bremsweg des Gesteinsbrockens das Gewicht desselben um ein Vielfaches überschreiten und damit jedenfalls bei großen oder aus großer Höhe herabfallenden Gesteinsbrocken ohne weiteres über die Seilbruchlast der die Abspannungen bildenden Drahtseile ansteigen, was zwangsläufig dann zum Bruch mindestens eines Teiles der Abspannseile führt. Sind hingegen wie in F i g. 1 Energieaufnahmemittel vorgesehen, dann erhöht sich der Bremsweg des Gesteinsbrockens beim Fangvorgang entsprechend der Verlängerung der Energieaufnahmemittel 6, 7 und damit der Abspannungen während des Auffangens und die auf die Abspannungen einwirkenden Bremsverzögerungskräfte werden im Mittel um den Faktor der Bremswegerhöhung geringer als bei nur aus einfachen Drahtseilen bestehenden Abspannungen. Das Fangnetz und die Abspannungen gehen während des Brems- bzw. Fangvorganges von der in F i g. 1 durchgezogen dargestellten Lage in die strichpunktiert dargestellte Lage über. Die Energieaufnahmemittel 6 und 7 wandeln während des Fangvorganges mit ihrer Verlängerung die dem Gesteinsbrocken beim Auffangen entzogene kinetische Energie in andere Energieformen, im vorliegenden Fall in Reibungswärme und meist auch Verformungsenergie (Materialabnützung an den Reibungsstellen entspricht einer Energieumwandlung in Verformungsenergie), um und bilden somit also die Bremselemente zum weichen Auffangen der in das

so Fangnetz fallenden Gesteinsbrocken.

In den Fig.2 und 3 ist die bevorzugte Ausbildungsform der Energieäufnahmeniittc! bei der vorliegenden Seilverbindung dargestellt Das Drahtseil 8, das z. B. ein verzinktes ungeschmiertes 6-Litzen-Seil mit Stahlseele sein kann, bildet eine Schlaufe 14, die mit dem aus den beiden Seilbriden 9 und 10 mit Schraubenbolzen 11 und Muttern 12 und der Gleitplatte 13 bestehenden Klemmorgan fixiert ist Die Seilbriden 9 und 10 können zweckmäßig verzinkte Seilbriden von an sich bekannter Bauart mit auf Schraubenbolzen 11 aufgebschraubten Muttern 12 sein, mit denen die beiden Teile der Seilbriden 9,10 festgezogen werden können. Zwischen den beiden Teilen der Seilbriden 9,10 ist die Gleitplatte 13 angeordnet, die zur Aufnahme der Schraubenbolzen 11 der Seilbriden 9,10 mit zylindrischen Durchbrüchen versehen ist Das Drahtseil 8 verläuft zunächst längs einer Seite der Gleitplatte 13 durch je eine Hälfte der beiden Seilbriden 9 und 10, bildet dann die besagte

Schlaufe 14 und verläuft danach längs der anderen Seite der Gleitplatte 13 durch die andere Hälfte der beiden Seilbriden 9 und 10. Die Muttern 12 sind mittels eines Drehmomentschlüssels so stark angezogen, daß das Produkt aus der Klemmkraft, mit der das Drahtseil 8 von jeder der beiden Seilbriden 9 und 10 auf die Gleitplatte 13 gepreßt wird, und dem Haftreibungskoeffizienten an diesen Klemmstellen für jede einzelne der vier Klemmstellen kleiner als die halbe Seilbruchlast ist und vorzugsweise zwischen ¹Aj und ³It, der Seilbruchlast ι ο liegt. Wegen der Hintereinanderschaltung von jeweils zwei Klemmstellen beginnt das Drahtseil bei einer solchen Einstellung zu gleiten, sobald die auf die mechanische Verbindung wirkenden Zugkräfte eine Höhe von ²h bis ³U der Seilbruchlast erreicht bzw. '5 überschritten haben. Sobald der Gleitvorgang eingesetzt hat, sinkt die von der Seilverbindung übertragene Zugkraft im Verhältnis des Gleitreibungskoeffizienten zum Haftreibungskoeffizienten an diesen Klemmstellen ab und bleibt danach etwa konstant, bis die Schlaufe 14 zusammengezogen ist. Wenn allerdings die Seillänge der Schlaufe 14 relativ groß ist, dann kann es infolge von Materialabtragung an den Reibungsstellen der Gleitplatte 13 und der Seilbriden 9 und 10 durch das gleitende Drahtseil 8 vorkommen, daß die Klemmkraft an diesen Klemmstellen und damit die von der Seilverbindung übertragene Zugkraft über dem Seilgleitweg abnimmt. In Fällen von relativ großen Seillängen in der Schlaufe 14 ist es daher vorteilhaft, wenn die Seilbriden 9 und 10 zur Aufrechterhaltung einer näherungsweise konstan- >o ten Klemmkraft über dem Seilgleitweg trotz eventueller Materialabtragung an den Reibungsstellen unter Federdruck stehen. Das kann z. B. dadurch erreicht werden, daß auf den Schraubenbolzen 11 zwischen den Muttern 12 und den Seilbriden 9, 10 Druckfedern oder Spannscheiben angeordnet werden. Solche Druckfedern oder Spannscheiben sind bei der in Fig.5 gezeigten Ausbildungsform der Energieaufnahmemittel nicht erforderlich, weil dort das in Querrichtung elastisch verformbare Rohrstück 15 unter dem Quer- «o druck, den die beiden einander gegenüberliegenden, außen am Rohrstück 15 angeordneten Klemmbacken 16 in Verbindung mit den quer durch das Rohrstück 15 verlaufenden, zum Zusammenziehen der beiden Klemmbacken dienenden Schraubenbolzen 17 mit *5 Muttern 18 auf das Rohrstück 15 ausüben, elastisch verformt wird und dadurch als die Konstanz der auf die zwischen den Klemmbacken 16 und der Rohraußenseite hindurchlaufenden Drahtseilabschnitte wirkende Klernmkräfte aufrechterhaltende Feder wirkt. Hinsichtlieh der von eventuellen Materialabtragungen an den Reibungsstellen und damit von der Seillänge der Schlaufe 20 praktisch unabhängigen Aufrechterhaltung einer nahezu konstanten Klemmkraft über dem gesamten Seilgleitweg unterscheiden sich die in F i g. 5 gezeigten Energieaufnahmemittel der vorliegenden Seilverbindung vorteilhaft von den in den F i g. 2 und 3 dargestellten Energieaufnahmemitteln, allerdings erfordern die Energieaufnahmemittel in F i g. 5 hierfür auch, wie ein Vergleich der F i g. 5 mit den F i g. 2 und 3 zeigt, einen etwas höheren technischen Aufwand und haben insbesondere auch einen größeren Platzbedarf als die in den Fig.2 und 3 dargestellten Energieaufnahmemittel. Im übrigen ist aber der prinzipielle Aufbau bei beiden Ausbildungsformen gleich, nämlich eine in den Kraftübertragungsweg der Seilverbindung eingeschaltete, durch Klemmorgane fixierte Seilschlaufe. Bei der Ausbildungsform in Fig. 5 sind mit der unteren Klemmbacke 16 Anfangs- und Endbereich der Seilschlaufe 20 und mit der oberen Klemmbacke 16 ein mittlerer Bereich der Seilschlaufe 20 festgeklemmt. Die Ausbildungsform in F i g. 5 ist ferner auch für mehrere Windungen umfassende Seilschlaufen geeignet, während die Ausbildungsform in den F i g. 2 und 3 dafür nicht geeignet ist. Solche Seilschlaufen mit mehreren Windungen können z. B. dann in Betracht gezogen werden, wenn ein besonders großer Seilgleitweg benötigt wird und die hierfür notwendigen freien Seillängen aber nicht lose herumhängen sollen.

In Fig.4 ist in stark schematisierter Darstellung ein Kraft-Weg-Diagramm B der vorliegenden Seilverbindung mit der von der Verbindung übertragenen Zugkraft über der durch diese Zugkraft verursachten Verbindungsverlängerung und im Vergleich dazu ein entsprechendes Kraft-Weg-Diagramm A einer keine Energieaufnahmemittel aufweisenden, lediglich aus einem Drahtseil bestehenden, auf Zug belasteten Seilverbindung gezeigt. Die F i g. 4 demonstriert augenfällig, daß die auf die doppelt schraffierte Fläche beschränkte Energieaufnahmefähigkeit der nur aus einem Drahtseil bestehenden Verbindung wesentlich geringer als die der einfach schraffierten Fläche entsprechende Energieaufnahmefähigkeit der vorliegenden Seilverbindung ist. Bei der nur aus einem Drahtseil bestehenden Verbindung endet die Energieaufnahme mit der Überschreitung der Seilbruchlast durch die oben erwähnten, an der Verbindung angreifenden hohen Bremsverzögerungskräfte und dem darauf folgenden Bruch des Drahtseils, bei der vorliegenden Seilverbindung hingegen wird die über die Verbindung übertragene Zugkraft unterhalb der Seilbruchlast gehalten, und die Energieaufnahmefähigkeit der Energieaufnahmemittel kann daher vollständig (bis zur Stelle D in Fig.4) oder auch nur teilweise ausgenützt werden (letzteres wenn dem aufgefangenen Gesteinsbrocken beispielsweise an der Stelle C schon seine gesamte kinetische Energie entzogen ist). Es ist verständlich daß die Energieaufnahmefähigkeit der vorliegenden Seilverbindung bei einem genügend großen zur Verfügung stehenden Seilgleitweg bis zum lOOfachen der Energieaufnahmefähigkeit einer nur aus einem einfachen Drahtseil bestehenden Seilverbindung und mehr betragen kann, daß also die sogenannte »dynamische Tragfähigkeit« einer von einem einfachen Drahtseil gebildeten Seilverbindung durch Anordnung von einer oder mehreren, nicht in den Kraftübertragungsweg eingeschalteten Seilschlaufen an dem Drahtseil, d.h. also durch Umwandlung in die vorliegende Seilverbindung, um ein Vielfaches erhöht werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Seilverbindung mit mindestens einem Drahtseil in ihrem Kraftübertragungsweg, insbesondere zur Aufhängung von Steinschlagnetzen, wobei im Kraftübertragungsweg der Seilverbindung zur Verhinderung eines Seilbruchs des Drahtseils mindestens eine Klemmverbindung eingeschaltet ist und die Klemmkraft der Klemmverbindung derart eingestellt ist, daß der von der Klemirikraft und dem Haftreibungskoeffizienten der Klemmverbindung bestimmte Haftreibungswiderstand der Klemmverbindung kleiner als die Seilbruchlast ist und die Klemmverbindung daher die maximal mögliche Belastung der Seilverbindung auf einen Wert unter der Seilbruchlast begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmverbindungen (9—13; 15—18) Teile einer Dämpfungskonstruktion (8—14; 15—20) sind, bei der das Drahtseil um eine Seilschlaufe (14; 20) mit einer solchen Seillänge geführt ist, daß die Länge ausreicht, um die gesamte Schlagenergie der schlagartigen Belastung in Reibungsenergie zu verwandeln.

2. Seilverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Klemmverbindung bildende Klemmorgan (9—13) eine Gleitplatte (13) und mindestens zwei Seilbriden (9, 10) umfaßt, mit denen das Drahtseil (8) an zwei benachbarten Seilstellen an die Gleitplatte (13) angepreßt ist.

3. Seilverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seilbriden (9, 10) zur Ai'frechterhaltung ihrer Klemmkraft unter Federdruck stehen und hierzu vorzugsweise Druckfedern oder Spannscheiben vorgesehen sind.

4. Seilverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Klemmverbindung bildende Klemmorgan (15—18) ein in Querrichtung elastisch verformbares Rohrstück (15) und zwei einander gegenüberliegende, außen am Rohrstück (15) angeordnete Klemmbacken (16) zum Festklemmen von zwischen denselben und der Rohraußenseite hindurchlaufenden Drahtseilabschnitten sowie quer durch das Rohrstück (15) verlaufende Schraubbolzen (17) zum Zusammenziehen der beiden Klemmbacken (16) u.nfaßt.

5. Seilverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer der beiden Klemmbacken (16) Anfangs- und Endbereich der Seilschlaufe (20) und mit der anderen Klemmbacke (16) ein mittlerer Bereich der Seilschlaufe (20) festgeklemmt sind und die die Schlaufe (20) bildende Seillänge größer als der Umfang des Rohrstückes (15) ist.

6. Seilverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Seilschlaufe aufgeschnitten ist, so daß freie Seilenden mit im Sinne des Kennzeichen des Anspruches 1 ausreichender Länge in den Klemmorganen gleitbar angeordnet sind.