Seil
Ein Seil ist ein aus zusammengedrehten („geschlagenen“) oder geflochtenen Natur- oder Kunstfasern oder Drähten bestehendes längliches, zugfestes, schlaff biege- und meist torsionsweiches elastisches Element. Es wird überwiegend zur Aufnahme von Zugkräften genutzt.
Von Gegenständen mit ähnlichen Eigenschaften und Funktionen wie Strick, Schnur, Kordel oder Leine unterscheiden sich Seile durch ihre Länge und/oder Dicke.
Bereits seit der Antike, insbesondere jedoch im Mittelalter und in der frühen Neuzeit fand das Seilmotiv auch als Architektur- und Schmuckornament Verwendung (Seilstab).
Geschichte
Bereits für das Mesolithikum sind Seile und Fischernetze aus Weidenbast nachgewiesen.[1] Ob man beim Steintransport und bei der Aufrichtung der Megalithbauten (Menhire, Dolmen) bereits entsprechend dicke Seile zur Verfügung hatte, ist umstritten. Ein um 1500 v. Chr. aus Lindenbast gefertigtes Seil mit einem Durchmesser von ca. 4 cm wurde in einem Salzbergwerk von Hallstatt entdeckt.[2] Die ersten Abbildungen von Seilerwerkstätten stammen aus dem Alten Ägypten.
Mit der zunehmenden Bedeutung der Seefahrt wurde im Spätmittelalter und in der Renaissance zunehmend Tauwerk in größeren Mengen benötigt und hergestellt – es entstand der Beruf des Seilers bzw. Reepschlägers.
Die Herstellung industriell gefertigter Seile begann im 19. Jahrhundert. Neben Hanffasern wurden auch Sisalfasern, sowie später Drähte – überwiegend Stahldrähte – und Kunstfasern verwendet.
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Seilstäbe, San Pedro de Rocas (6. Jh.)
Seilerei im Alten Ägypten
Seiler im 16. Jh.
Anwendungsbereiche
Seile, Schnüre und Kordeln spielen in der Seefahrt sowie im Bau- und Transportwesen eine große Rolle. Historische Anwendungen sind Brunnenseile, Treträder, Katapulte, Krane, Lastenaufzüge und Flaschenzüge. Aufgrund der größeren Belastbarkeit und Dauerhaftigkeit werden bei vielen technischen Anwendungen heute Stahlseile bevorzugt.
Beim technischen Klettern, Tauziehen und zur Anfertigung von Strickleitern sind Seile unverzichtbar. An Treppen können sie einen Handlauf ersetzen.
Bezeichnungen
Die Bezeichnung „Seil“ wird gleichermaßen für Seile aus Natur- und Kunstfasern wie auch für Drahtseile verwendet. Seile werden umgangssprachlich auch als „Strick“ oder bei geringem Durchmesser als „Schnur“ oder, wenn kurz und dünn, als „Kordel“ bezeichnet. Faden, Garn, Zwirn werden nicht zu den Seilen gezählt und sind vielfältige Produktionsmittel, welche keine mehrstufige Verzwirnung aufweisen.
In der Seefahrt spricht man mit Ausnahme des Glockenseils fast nie von Seilen, sondern von Tauen, Leinen, Trossen und Tampen, sowie eine Vielzahl von weiteren Bezeichnungen nach Machart oder Verwendung. Dünne Leinen werden als Bändsel bezeichnet. Der Oberbegriff heißt Tauwerk, unterteilt in laufendes und stehendes Gut.
Zu unterscheiden sind Seile, die recken, und reckarme Seile. Ein Seil, das sich unter Belastung ausdehnt, ist von Vorteil, wenn etwa der Fall eines Bergsteiger aufgefangen wird. Reckarme Seile dehnen sich unter Last sehr wenig aus und werden beispielsweise in der Takelage von Segelbooten verwendet. Das Recken ist vom gewählten Material und von der Flechtart des Seils abhängig. Das Recken wird in Prozent der Ausdehnung bei Nennbelastung angegeben.
Auch im Klettersport unterscheidet man Seile nach verschiedenen Kriterien.
Ideales und reales Seil
Die Physik unterscheidet zwischen „idealen“ und „realen“ Seilen. Das ideale Seil – ein Modell – ist masselos, straff, nicht dehnbar und ohne Biegesteifigkeit. Es vereinfacht etwa die Abhandlung (reibungsfrei idealisierter) Flaschenzüge. Für den Durchhang in Form einer Kettenlinie oder die Wellenbewegungen des hängenden oder gespannten Seils muss es jedoch (nur) Masse haben (zur Mechanik von Seilen s. Seilstatik).
Bestandteile und Aufbau
Kabelgarn
Im Gegensatz zum Garn, das zur Anfertigung von Segeltuchen benutzt wird, die Bezeichnung der kleinsten, aus einer Anzahl Fasern zusammengedrehten Einheit, die zur Herstellung von Kardeelen in Fasertauwerk benutzt wird. Seemännische Bezeichnung für den aus Fasern gesponnenen starken Faden (Garn).[3][4]
Materialien
Zur Herstellung von Seilen aus Naturfasern dienen Faserpflanzen: Baumwolle, Flachs, Hanf, Kokos, Manilahanf und Sisal
Kunstfaser-Seile haben folgendes Ausgangsmaterial (Produktbeispiele): Aramid (Technora/Twaron/Nomex/Kevlar), Polyester, Polyamid (Nylon, DeDeRon, Perlon), Polypropylen, Polyethylen (Dyneema/Spectra) sowie Poly(p-phenylen-2,6-benzobisoxazol) (Zylon)[5]
Metall- bzw. Drahtseile werden aus Stahl oder Edelstahl hergestellt. Für Elektrische Leitungen werden auch Kupfer, Messing, Aluminium und spezielle Legierungen verwendet.
Manila-Tampen mit Z-Schlag, Typ „sZ“
Stahlseil mit Z-Schlag und Gleichschlag (Seiltechnik) Typ „zZ“
Kupferseil mit S-Schlag
Stahlseil mit Z-Schlag und gegenläufigen Litzen
Materialeigenschaften
| Vorteile | Nachteile | Verwendung | |
|---|---|---|---|
| Baumwolle | vergleichsweise geringe Festigkeit, gegen Motten anfällig | Textilien, Kordeln | |
| Flachs | Springseil | ||
| Hanf | höchste Festigkeit bei den Naturfasern | geringe Bruchdehnung, Fasern sind grob und hart, im Freien verrottet Hanf nur langsam, Knoten in feuchten Seilen nur schwer zu lösen (vgl. alte Bergseile im Regen) | Dichtungsmaterial, Tauziehen, Deko, ehemalig Taue in der Takelage |
| Kokos | sehr hohe Scheuerfestigkeit, gute Elastizität, geringe Schmutzaufnahme, gute Schockabsorption, schwimmfähig | Fußmatten, Baumbinder, Schlepptrossen, früheres Füllmaterial in Autokopfstützen | |
| Manila | reißfest, widerstandsfähig gegen Meerwasser, leicht | Taue in der Seefahrt | |
| Sisal | hohe Reiß- und Scheuerfestigkeit, leicht und gut färbbar, widerstandsfähig gegen Feuchtigkeit | Schiffstaue, Seile, Fußmatten, Netze, Teppiche, Katzenkratzbäume | |
| Polypropylen (PP) | sehr leicht (schwimmfähig), nimmt kein Wasser auf, chemisch beständig gegenüber den meisten Säuren und Laugen, verhältnismäßig preisgünstig, hohe UV-Beständigkeit | nur ausgerüstet abriebfest und temperaturbeständig | Schwimmleine, günstige Festmacher, Allzweckseile z. B. für Baustellen, Wurfleine |
| Polyamid (PA) | hohe Festigkeit und hohe Bruchdehnung, d. h. hohe Energieaufnahme | quillt im Wasser auf, verliert Festigkeit bei Kontakt mit Wasser, wird u. U. hart, nicht komplett beständig gegen einige Säuren und UV-Strahlung | Klettern, Sichern, hochwertige Festmacher |
| Polyester (PES) | hohe Festigkeit, nimmt kein Wasser auf, sehr beständig gegenüber Witterungseinflüssen und den meisten Chemikalien, sehr hohe UV-Beständigkeit | relativ schwer, niedrige Bruchdehnung | Feuerwehrleine |
| Hochfestes Polyethylen (PE) | „Dyneema“, extrem hohe Bruchfestigkeit (5-fache von Polyamid), sehr leicht (schwimmfähig), nimmt kein Wasser auf, äußerst beständig gegenüber Säuren und Laugen | extrem geringe Bruchdehnung, Temperaturbeständig nur bis 70 °C | |
| Kevlar | Kern-Mantel-Seilchen: parallele Kevlarfasern in Polyester-Mantel | (+) geringe Dehnung, hohe Zuglast, geringer Durchmesser, steif; (–) knickempfindlich – wird daher vernäht, nicht verknotet | Paragleiter-Leinen (ca. 2 mm Durchmesser) |
Die früher zum Segeln und Bergsteigen verwendeten Seile waren meist aus Hanf; heute werden überwiegend synthetische Materialien verwendet. Sie sind bei geringerem Gewicht und Durchmesser stabiler, scheuerfester und besser knotbar. Abhängig von der Imprägnierung nehmen sie kaum Wasser auf und frieren weniger leicht ein. Allerdings altern Kunststoffseile durch die UV-Strahlung des Sonnenlichts und ihre Haltbarkeit und Festigkeit nehmen mit der Zeit ab.
Herstellung
Seile werden überwiegend durch das Verdrillen (Schlagen) der einzelnen Stränge hergestellt, seltener geflochten.
Mehrere aus Fasern gesponnene Fäden bzw. Drähte werden zunächst zu Litzen zusammengedreht. Aus mehreren Litzen wird dann das Seil geschlagen. Ein dünnes Seil besteht aus 3 bis 4 solcher Litzen, die verdrillt werden.
Seile, plattdeutsch Reepe, wurden früher vom Reepschläger per Hand auf Seilerbahnen (Reeperbahnen) gedreht. Heute erfolgt die Herstellung auf Seilschlagmaschinen. Historisch wurde das Drehen der einzelnen Seilstränge mit einer Warbel[6] vorgenommen.[7]
Die Schlagrichtung der Litzen und Seile kann linksdrehend oder rechtsdrehend (im Uhrzeigersinn) sein. Man spricht dabei von einem S-Schlag bzw. Z-Schlag. Ein kleines „s“ oder „z“ dient der Kennzeichnung der Schlagrichtung der Litzen, Großbuchstaben kennzeichnen die Schlagrichtung des Seiles.
Bei Kreuzschlagseilen läuft die Verdrillungen der einzelnen Litzenbündel der Verdrillung des Seils entgegen. Es ergibt sich ein steifes Seil, da die Entlastung einer Litze zugleich zur Anspannung der Fäden dieser Litze führt.[8]
Bei Gleichschlagseilen erfolgt die Verdrillung von Litzen und Seil in derselben Drehrichtung. Die Litzen bleiben dadurch zueinander verschieblich und man erhält ein geschmeidiges und biegsames Seil. Beim Biegen eines Seiles wird die äußere Seite gedehnt und die innere gestaucht. Im Gegensatz zum Kreuzschlagseil führt die Entlastung der inneren Litzen zugleich auch zur Entlastung der inneren Fäden dieser Litzen. Gleichschlagseile werden beispielsweise für Zug- und Förderseile von Seilbahnen verwendet.
Besonders starke Seile (Trossen) bestehen wiederum aus mehreren dünneren Seilen, die miteinander verdrillt werden und in dieser Funktion Kardeele heißen. Die Schlagrichtung der Kardeele und des gesamten Seils sind einander entgegengesetzt, was ein Aufdrehen des Seiles verhindert.
Das Verbinden von Seilenden erfolgt durch Spleißen, bei dem die Seilenden ineinander verflochten werden. Die Seilenden eines Naturfaserseiles werden durch ein Takling vor dem Aufdröseln geschützt. Bei Kunstfaserseilen werden die Seilenden meist verschmolzen oder mit Klebeband umwickelt.
Zur Verknüpfung von Seilen dient eine Vielzahl von Knoten.
- Seilerei
Seilherstellung 1928
Leitholz zur Verdrillung der Litzen
Seiler auf dem Weg zum fertigen Seil.
Seilherstellung in Hohenlimburg
Geflochtene Seile
Neben geschlagenen Seilen werden auch geflochtene Seile hergestellt, die meist elastischer sind und sich nicht aufdrehen. Sie werden in der Regel um eine innere Faser oder Litze, die man Seele nennt, herum oder hohl geflochten.
Bänder und Gurte
Flach geflochtene Seile nennt man Band (Mehrzahl: Bänder) oder Gurt (Mehrzahl: Gurte).
- im Handwerk
- Personensicherung: Sicherheitsgurt (Auto, Flugzeug), Feuerwehrhaltegurt
- Transport: Hebezeug, Spanngurt, Tragegurt, Möbelgurt
- Antrieb, Maschinen: Antriebsriemen, Rollladengurt
- beim Sport
- Klettern: Klettergurt, Bandschlinge, Expressschlinge, Klettersteigset
- Segeln: Lifebelt, Gurtgeschirr, Sorgleine, Rettungsweste, Strecktau
- Slackline (Balancieren)
Aufbewahrung und Pflege
Kunststoffseile dürfen nur dauerhaft dem Sonnenlicht ausgesetzt sein, wenn sie für diesen Einsatzzweck freigegeben sind. Sie altern durch UV-Strahlung und die Reißfestigkeit reduziert sich.
Zum Waschen von Kletterseilen verwendet man kaltes Wasser und lässt sie langsam an der Luft trocknen. Polyesterseile sind laugenempfindlich und dürfen nicht mit Seife gewaschen werden.
Kletterseile
In der gesamten Länge eines Seiles befinden sich im Kern farbige Fasern (eine oder zwei). Nach der Farbe der Faser kann das Herstellungsjahr bestimmt werden. Die Farbenkombinationen wiederholen sich nach 11 Jahren und können unter den Herstellern abweichend sein.
Beispiel eines Kletterseilherstellers:
| 1986 rot/gelb | 1987 blau/gelb | 1988 grün/gelb | 1989 schwarz/gelb | 1990 rot/blau | 1991 rot/grün | 1992 rot/schwarz | 1993 grün |
| 1994 blau | 1995 gelb | 1996 schwarz | 1997 rot/gelb | 1998 blau/gelb | 1999 grün/gelb | 2000 schwarz/gelb | 2001 rot/blau |
| 2002 rot/grün | 2003 rot/schwarz | 2004 grün | 2005 blau | 2006 gelb | 2007 schwarz | 2008 rot/gelb | 2009 blau/gelb |
Duodess
Bei geflochtenen Kletterseilen kann eine eingewebte Markierung in der Seilmitte mit dem Duodess-Verfahren hergestellt werden. Markierungen mit (eventuell schädigenden) Filzmarkern oder verrutschenden Klebebändern sind somit nicht mehr nötig, um die Einschätzung der Restseilmenge vornehmen zu können.
Triodess
Wie beim Duodess-Verfahren kommt es beim Triodess-Verfahren zu einer eingewebten Markierung (Musterwechsel) auf den letzten fünf bis sieben Metern.[9] An dieser „Seil-Gefahrenzone“ ist somit erkenntlich, dass es höchste Zeit wird sich einen geeigneten Standplatz zu suchen.[10]
Dynamische Seile
Kletterseile (nach EN 892) sollen bei Sturz enorm hohe Kräfte sicher aufnehmen, ohne eine für den Menschen durch zu hohe Bremsbeschleunigung gefährliche Wirkung zu verursachen, sowohl bei der Seilsicherung beim Klettern wie auch beim Anseilen zur Seilschaft. Sie werden um eine Seele aus einem elastischen Material gefertigt. Durch die Kräfteumwandlung im Seil (siehe Helix) wird die Energie in der elastischen Seele zwischengespeichert, und die Ausdehnungsgeschwindigkeit des Seils in der Länge nimmt langsam ab (dynamischer Kräfteverlauf, geringe Beschleunigungen). Das Seil wird dabei länger, aber deutlich dünner. Nachdem sie zum Stillstand gekommen ist, überträgt sie sich zurück auf Seil, und die Last pendelt in der Vertikalen aus. Eine extreme Anwendung dieses Prinzips ist das Bungee-Jumping.
Statische Seile
Als statische Seile werden allgemein Seile und auch Reepschnüre mit niedriger Dehnfähigkeit (EN 1891) bezeichnet. Sie sind für die Personensicherung bei Höhenarbeiten, für Seilzugänge, für Personenrettung, für Speläologie und andere ähnliche Tätigkeiten geeignet. Bei diesen Tätigkeiten ist es wichtig, dass das Seil auf Zug eine möglichst geringe Dehnfähigkeit und maximale Festigkeit aufweist.
Stahlseile
Drahtseile, die heute in der Regel aus Stahl sind, werden in unterschiedlichen Durchmessern und Arten zu den verschiedensten Zwecken verwendet, dünnste für die Parallelführung von Sensorleisten in Scannern, dünne und biegsame für das Schaltungsseil am Fahrrad, stärkere als Bowdenzug für die Bremsen (auch im Auto für Handbremse und Kupplung), für das Abspannen und Abhängen von Leuchten und Bildern über Seile für Aufzüge, Winden, Bagger, Krane und Seilbahnen bis zu den Seilen für Schrägseil- und Hängebrücken. Im Bauingenieurwesen werden Seile auch immer häufiger für Dachkonstruktionen nach dem Vorbild der Zeltdächer im Münchner Olympiapark verwendet. Entsprechend den verschiedenen Verwendungszwecken werden zahlreiche Arten von Drahtseilen mit unterschiedlichen Eigenschaften hergestellt, z. B. solche mit einer Stahl- oder einer Hanfseele oder heute einer Kunststoffseele mit oder ohne integriertem Lichtwellenleiter. Bei Seekabeln dienen Stahlseile unter Wasser auch als Schutzummantelung. In Stahlseile werden oft textile Fäden eingearbeitet, die mit Öl getränkt sind. Durch ständige Abgabe des Öles beim Bewegen des Seiles erfolgt eine gewisse Schmierung des Seiles und es wird geschmeidiger. Außerdem wird Rost im Seil verhindert. Drähte für Stahlseile haben eine Zugfestigkeit um 2000 N/mm².
Drahtseile aus Aluminium (oft in Verbindung mit einem Stahlseil-Kern), Kupfer (auch als geflochtenes Band) und Bronze dienen als flexible elektrische Leiter. Nur gering verdrillte Kupfer-Litzenbündel, die im Wesentlichen von der Ummantelung mit flexiblem Kunststoffisolator (früher PVC, heute PE) zusammengehalten werden, werden eher nur als Kabel bezeichnet.
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Siehe auch
- Brückenseilbesichtigungsgerät
- Förderseil
- Flaschenzug
- Gnadenseil
- Zu Knoten siehe Knoten (Knüpfen), Knotenkunde und Liste der Knoten.
- Krangeln (Seilverdrehung)
- Bahnstromleitung
- Seilwinde, Seiltransmission
- Tauziehen
- Zu Seilen im Bereich BDSM vgl. Bondage und Shibari
- Smarten & Kleedern
- Wellrad
Weblinks
- Die Geschichte des Bergseils & Historische Seil-Daten
- Handbuch über statische und dynamische Seile (PDF; 1,77 MB)
- Seil aus dem Salzbergwerk von Hallstatt
- Seilerei im Mittelalter (Erläuterung, Materialien und Technik)
- Aufblasbares Seil wird durch eingepumpte Luft starr. wissenschaft.de, Forumsbeitrag 14. November 2004
- Seilerei von der Zeit Karl des Grossen bis zur Industriellen Revolution. Hanf Museum Berlin
- Kletterseil – worauf man beim Seilkauf achten sollte.
- Ein Seil entsteht Fatzer Wireropes, youtube.com, veröffentlicht 15. März 2011, abgerufen 16. August 2018. Video (2:34)
- Seilherstellung vor 40 000 Jahren Archäologen der Universität Tübingen präsentieren gut erhaltenen Fund aus Mammutelfenbein.
Einzelnachweise
- Almut Bick: Die Steinzeit. Theiss WissenKompakt, Stuttgart 2006. ISBN 3-8062-1996-6.
- NHM Hallstatt Archeology – Seile & Co. In: ac.at. nhm-wien.ac.at, abgerufen am 11. Juni 2019.
- Kabelgarn sailingace.com.
- Kabelgarn grosse-seefahrt.de.
- Seile und ihre Darstellung. Geo. Gleistein und Sohn GmbH. Abgerufen am 22. Februar 2015.
- Gezeichnetes Warbelbrett
- Historische Seilherstellung mit Warbel Die Warbel ist ein Brett mit gekröpften Haken. Durch eine kreisende Bewegung mit dem Warbelgeschirr wurden die einzelnen Seilstränge gleichmäßig verdrillt. Erste Belege für die Warbeltechnik finden sich in einem Testament eines Lübecker Reepschlägers um 1350 (Weber, 1971).
- Kreuzschlag oder Gleichschlag (Memento vom 13. August 2010 im Internet Archive).
- Mammut Seilkunde.
- Seilkunde. Bruckmann Basic, 2007, ISBN 3-7654-3906-1, S. 10.
