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Die Zug- und BIT T N E R, Wien C'l Ermüdungssicher- .- heit von Förderseilen " RUckblick Die Entwicklung auf einzelnen Teilgebie- ten des Seilbahnwesens ist dank der heute zur Verfügung stehenden Möglickeiten sprunghaft fortgeschritten. Betrach· le! man die "Grundsätzlichen Bestimmun- gen für das Entwerfen und den Bau von Seilschwebebahnen ", Erlaß des Eisenbahn· ministerIums Z. 11512 vom 31 , März 1916, so findet man in Absehn!!1 VI Seile fol· geode erwähnenswerte Vorschriften: § 20, Ab •. 6 b) ... NennreStigkeit 120 bis 180 kg / mm 2 ; untere Werte f Or Seile, die stark auf Biegung beansprucht werden, 180 kg/ mm 2 nur wenn Biegebeanspru- chung gering. § 20, Abs. 10 ... die gegenständlichen Seile SOllen mind . mit aChtfacher ZugsicherheIt gespannt sein. § 20. Abs. 13 , .. d as Verspleißen vo n Zugseilen Ist unzulässig, wenn die Spleiß- steile auf Zug oder Biegung beansprucht wird. Wenn sich der erwähnte E. rlaß auch nicht aul Einseilbahnen beziehen konnte, so zeigt Sich doch die grundsätzli Ch e Ein- stellung der Fachwelt in damaliger Zeit, 2. Vergleich der Sicherheltsb llmmungen In dar Sondernummer der I, S. R. anläßliCh der 9. Inle rn , Tagung der Technischen Seilba hnaulslchtsbehörden in öste rreich 1959 vergleicht Sekt.-Chef Dlpl.-Ing, Wink- Jer die Sicherhelts- und Ablegevorschril- ten verschiedener Länd er und kommt schließlich Zu dem Sch luß, daß grund- sätzli ch übereinstimmung herrscht. das heißt die gelorderten Werte nahe bei- einander liegen. Er hält aber, dies möge nunmehr besonders hervorgehoben wer- den, lest, daß eine Herabsetzung der Zug- 'I sicherheiten beim Ablegen der Seile nur dann in Betracht kommen kann, wenn es unt er anderem endlich möglich wäre, an Stelle des unbefriedigenden Begriffs der Zugsicherheit die Gesamlslcherheit der Seile ein4uführen, In der alle auf die Seile wirkenden Beanspruchungen, wie die er- zwungene Biegung, die Biegung und Pres- sung infolge Querkraft, die innere Rei- bung, die durch Klemmen usw. erfaßt werden könnten, Oie Erfahrung aus 1959 umfaßt die erste Entwicklungsperiode nach dem ZweHen Weltkrieg, ein er Periode, In d er in österreiCh 65 Einsessellifte, nicht mehr als vier Doppelsesselbahnen neben 40 Zwelseil-Pendelbahnen, zehn Zweiseil- umlaufbahnen lmd neun Standseilbahnen in Betrieb standen, Die Masse der 65 EIns eSSellifte war zum Großteil aus ehema- ligem Kriegsmaterial hergestellt, viele An- lagenteIle waren daher vorgegeben. DI eser Zeitspanne angepaßt waren auch die Vor· schriften, dia siel) vornehmlich auf Zwei- seilbahnen und StandSeilbahnen der Ent- wicklungsperiode bIs 1935 bezogen. Man nahm das Zugseil der Zweiseilbahnen als Vorbild und schmiede te daraus Bestim- mungen für das Förderseil der Einseil- bahn. Au s den vorerwähnten Untorsuchun- gen von Winkrer ist zu orsehen, daß man unbedingt die Anforderungen zwischon Zugseil und Förderseil trennen wollte, die Untorschiede jedoch mft Rücksichl auf alle unbestlmmlen Größen d er Seilbeanspru- chung praktisch So gering ausfielen, daß sie nicht ins Gewicht fallen konnten, Alle The Salety Factor and Fatigue Limit 01 Haul Ropes 1. A look back Thanks 10 the posslbilities open to us to- day, the developmenl of individual sec tors within th e aerial ropeway Industry has advanced by leaps and bounds. If we take a look at the "Fundamental Condltlons for Ihe Design and Construclion of Aerial Ropeways", a decree published by th e Minlstry 01 Railways on 31 March 1916, we find under Sect :o n VI ROPE.S the following femarkables regulatIons: § 20, para 6 b) .. rated strength 120 to 180 kg/ mm 2 ; minImum values tor rop es subJeeled to scvere bending, 180 kg/mm' only If the bending stress is low. § 20, para 10 .. , the ropes in queSl io n should be Installed with a safety factor 01 at least eigh\. § 20, para 13". the spllclng of haul ropes is not permissible if the spllce is sllb- jected 10 tension or bending. Although Iho abov9-menlioned decree was not able 10 refer to monocable ropeway s, it nevertheless demonstrales Ihe basic at· titude 01 the experts of th e time. 2. Comparlson 01 regulations In a special Issue of I. S,R. marking Ihe 9th International Conlerence 01 Technical Aopcway Supervisory Authodties in Aus- Iria in 1959, section head Wl nkler com- pared salety regulations and regulations On discarding ropes in various coun l rles and concludod that there was fundamental agreemenl on these malters, that is, tho stlpulated values were elose 10 one an- other. However, he said, and thls Should be parlicularly emphasised, th aI a reduc- tion of Ihe sale ty factor could only be eonsidered in determining when a rope should be discarded if, amongst othar things, it were posslble to intrOdllce in plaee 01 Ihe unsatisfaetory tenn " safety factor" the overall salety of a ropo . Th is overall salety would comprise all Ihe loadS ImpOse d on the rope, such 5S forc ed bending, bending and compression due to lateral forces, intern at frlellon, pressure due to grlps, etc, Tho oxperlence of 1959 was based on Ihe lirst period 01 develop- ment after the Second World War, a per iO d in whieh, In addition to 40 bicable reversible tramways, len bicable cir culat - ing ropeways an d nine funlcular railway s, there were 65 single chalrllfts and no more then lour dOuble chairlifts in opera- tion in Austria. The total of 65 single chalr- lifts had largely been put together from left-over war materials, end meny parts 01 the installations were therefore pre- established. The regulations were also adapted to th ls time, and referred chlefly 10 bicable ropeways and funicular railways durlng Ihe period 01 davelopment up unlll 1935. The haul rope of the bieabla ropeway was laken as a model, from whleh regu- lations for Ihe hau I ropes of monoeable ropeways were derived. From the above- menlioned investlgations by Winkler, 11 is clear that the authoriti es were concerned to make a difference between the haul ropes of bicable and monoeable instal- lations: however, in practiee, due to all the uncertaln lac tors of rope loading, the dlffer ences were so small as to be of no consequence. All these considerations ap- plled 10 the first period of development, Internationale Seilbahn-Rundschau 7/1980 - Technik im Winter I La securite a la rupture et a la latigue des cäbles porteurs tracteurs 1. Retrospectlon Gräce aux POSsibilites dont on dispose actuellemenl, le developpement dans les differents domaines de telepheriques a connu lIn progres lulgurant , En etudiant les "Prescriptions de base pour la plan 1- fication et la construetion de rique sJJ, du ministere des chemins de ler Z. 11512 du 31 mars 1916, on trouve dans le chapftra VI, cäbles, les presc rlp- lions remarquables sulvantes; § 20. alinea 6 b) " , A6 sistanee rl ominale de 120 a 180 kg/ mm 2 ; vale urs In(Qrleures pOllr des cäbles soumis a des fortes soll cltations da flaxlon, 180 kg/mm 2 unique- men t quand la sollicitatlon de flexion ast faible. § 20, alinea 10. " les cäbles en question doivent eIre tendus BU moins EI huit secu· a la rupture. § 20, alinea 13 " .I'epissure de eäbles Iracteurs est inadmissiblo si t'omplace- ment de I'epissure est soumis ades SOlli- citations de tmetlon Oll de flexion, MAme si cet arröle ne pouvait pas avolr trait a des installations monoeäbles , il mantra clalrament I'attitude de prlncipe des milieus lechn lqlles de I'epoque. 2. Comparalson des preserlptlons de securlte Dans J'issue special de la revue interna- tionale des te lepheriques a t'occasiOIl de la ge reunion internationale des autotites de surveillance techniqlJe des telepha- riques en Autriehe en 1959, le chef de se r- vice Dip1. -lng. Winkter compere les pre- scrlptlons de securite et da mise au rebut des differents pays et arrlve ä: la conclusion qu'en principe il y a con- formite, c'est-tl-dlre que l es valeurs ex i- gees ne varient que de pell, Mais il est a noter qu'iI insiste qu'une reducHon de la seeurite EI la rupture lors de la mise au rebut des cäbles n'est posslble que s'il etait entre autres linalement possible de remplacer le terme insalislaisant de la EI la rupture par la securlte globale du cäble, qul compre ndrait loutes les sot!leitations agissant sur les cäbles, telos que la Ilexion loreee, la flexion et compression causees par la foreo tfans· versale, le lrottement interieur, le serrage des pinces, ete. datant de 1959 eng lobe la periode de da· veloppement apres la Guerre Mondiale, et pendant laquelle 65 telesieges monopIaces, se ulement 4 bi- places, 40 lelepherlques bicäbles a va-et- vient, 10 installations bicäbles EI mouve- ment et 9 funiculalres etai ent en service en Aulriche, La plupart des 65 telesieges monopIaces elaiont eonst ru its d'ancien malerlei de guer r e, done beaucoup d'elements des installations etalent predetermines. Las prescr iptions qui se referaient particuliere- ment aux installations bicäbles et aux funlculaires de la periode alLant jusqu'a 1935, 6talent ell es aussl adaptees ä: cet es pace de temps, On prenait le eäble tracteur des Installations bicäbles comme modele el sur cette base, on elaborait des preseriptions pour le cäble porteur-trac- teur de I'installation monocäble. 11 resulte des etudes precitees de M. Wlnkler, qu'on 293

Die Zug- Ermüdungssicher

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Page 1: Die Zug- Ermüdungssicher

~IT. Die Zug- und BIT T N E R, Wien

C'l Ermüdungssicher­.- heit von

Förderseilen ~ " RUckblick

Die Entwicklung auf einzelnen Teilgebie­ten des Seilbahnwesens ist dank der heute zur Verfügung stehenden Möglich· keiten sprunghaft fortgeschritten . Betrach· le! man die "Grundsätzlichen Bestimmun­gen für das Entwerfen und den Bau von Seilschwebebahnen ", Erlaß des Eisenbahn· ministerIums Z. 11512 vom 31 , März 1916, so findet man in Absehn!!1 VI Seile fol· geode erwähnenswerte Vorschriften:

§ 20, Ab •. 6 b) ... NennreStigkeit 120 bis 180 kg/ mm 2 ; untere Werte fOr Seile, die stark auf Biegung beansprucht werden, 180 kg/ mm 2 nur wenn Biegebeanspru­chung gering .

§ 20, Abs. 10 ... die gegenständlichen Seile SOllen mind . mit aChtfacher ZugsicherheIt gespannt sein.

§ 20. Abs. 13 , .. das Verspleißen von Zugseilen Ist unzulässig, wenn die Spleiß­steile auf Zug oder Biegung beansprucht wird.

Wenn sich der erwähnte E. r laß auch nicht aul Einseilbahnen beziehen konnte, so zeigt Sich doch die grundsätzliChe Ein­stellung der Fachwelt in damaliger Zeit ,

2. Vergleich der Sicherheltsb9ßllmmungen

In dar Sondernummer der I, S. R. anläßliCh der 9. Inlern , Tagung der Technischen Seilbahnaulslchtsbehörden in österreich 1959 vergleicht Sekt.-Chef Dlpl.-Ing, Wink­Jer die Sicherhelts- und Ablegevorschril­ten verschiedener Länder und kommt schließlich Zu dem Sch luß, daß grund­sätz lich übereinstimmung herrscht. das heißt die gelorderten Werte nahe bei ­einander liegen. Er hält aber, dies möge nunmehr besonders hervorgehoben wer­den, lest, daß ei ne Herabsetzung der Zug-

'I sicherheiten beim Ablegen der Seile nur dann in Betracht kommen kann, wenn es unter anderem end l ich möglich wäre, an Stel le des unbefriedigenden Begriffs der Zugsicherheit die Gesamlslcherheit der Seile ein4uführen, In der alle auf die Seile wirkenden Beanspruchungen, wie die er­zwungene Biegung, die Biegung und Pres­sung infolge Querkraft, die innere Rei­bung, die Press Ul~g durch Klemmen usw. erfaßt werden könnten, Oie Erfahrung aus 1959 umfaßt die erste Entwicklungsperiode nach dem ZweHen Weltkrieg, einer Periode, In der in österreiCh 65 Einsessellifte, nicht mehr als vier Doppelsesselbahnen neben 40 Zwelseil-Pendelbahnen, zehn Zweise il­umlau fbahnen lmd neun Standseilbahnen in Betrieb standen, Die Masse der 65 EInseSSellifte war zum Großteil aus ehema­ligem Kriegsmaterial hergestellt, viele An­lagenteIle waren daher vorgegeben. DIeser Zeitspanne angepaßt waren auch die Vor· sch riften, dia siel) vornehmlich auf Zwei­seilbahnen und StandSeilbahnen der Ent­wicklungsperiode bIs 1935 bezogen . Man nahm das Zugseil der Zweisei lbahnen als Vorbild und schmiedete daraus Bestim­mungen für das Fördersei l der Einseil­bahn. Aus den vorerwähnten Untorsuchun­gen von Winkrer ist zu orsehen, daß man unbedingt die Anforderungen zwischon Zugsei l und Förderseil trennen wollte , die Untorschiede jedoch mft Rücksich l auf alle unbestlmmlen Größen der Seilbeanspru­chung praktisch So gering ausfielen, daß sie nicht ins Gewicht fallen konnten , Alle

The Salety Factor and Fatigue Limit 01 Haul Ropes

1. A look back

Thanks 10 the posslbilities open to us to­day, the developmenl of individual sec tors within the aerial ropeway Industry has advanced by leaps and bounds. If we take a look at the " Fundamental Condlt lons for Ihe Design and Construclion of Aerial Ropeways", a decree published by the Minlstry 01 Railways on 31 March 1916, we find under Sect:on VI ROPE.S the follow ing femarkables regulat Ions:

§ 20, para 6 b) .. rated st rength 120 to 180 kg/ mm 2 ; minImum values tor ropes subJeeled to scvere bending, 180 kg/mm' only If the bend ing stress is low.

§ 20, para 10 .. , the ropes in queSl ion should be Installed with a safety factor 01 at least eigh\.

§ 20, para 13". the spllclng of haul ropes is not permiss ible if the spllce is sllb­jected 10 tension or bending.

Although Iho abov9-menlioned decree was not able 10 refer to monocable ropeways, it nevertheless demonstrales Ihe basic at · titude 01 the experts of the time.

2. Comparlson 01 $~Iety regulations

In a special Issue of I.S,R. marking Ihe 9th International Conlerence 01 Technical Aopcway Supervisory Authodties in Aus­Iria in 1959, section head Wlnkler com­pared salety regulations and regulations On discarding ropes in various coun l rles and concludod that there was fundamental agreemenl on these malters, that is, tho stlpu la ted values were elose 10 one an­other. However, he said, and th ls Should be parlicularly emphasised, thaI a reduc­tion of Ihe sale ty factor could only be eonsidered in determi ning when a rope should be discarded if, amongst othar things, it were posslble to intrOdllce in plaee 01 Ihe unsatisfaetory tenn " safety factor" the overall salety of a ropo . Th is overall sa lety would comprise all Ihe loadS ImpOsed on the rope, such 5S forced bending, bending and compression due to lateral forces, internat frlellon , pressu re due to grlps, etc, Tho oxperlence of 1959 was based on Ihe lirst period 01 develop­ment after the Second World War, a periOd in whieh, In addition to 40 bicable reversi ble tramways, len bicable ci rculat­ing ropeways and nine funlcular railways, there were 65 single chalrllfts and no more then lour dOuble chairlifts in opera­tion in Austria. The total of 65 single chalr­lifts had largely been put together from left-over war materials, end meny parts 01 the installations were therefore pre­established. The regulations were also adapted to th ls time, and referred chlefly 10 bicable ropeways and funicular railways durlng Ihe period 01 davelopment up unlll 1935. The haul rope of the biea bla ropeway was laken as a model, from whleh regu ­lations for Ihe hau I ropes of monoeable ropeways were derived . From the above­menlioned investlgations by Winkler, 11 is clear that the authorities were concerned to make a difference between the haul ropes of bicable and monoeable instal­lations : however, in practiee, due to all the uncertaln lactors of rope loadi ng, the dlfferences were so small as to be of no consequence. All these conside rations ap­plled 10 the first period of development,

Internationale Seilbahn-Rundschau 7/ 1980 - Technik im Winter I

La securite a la rupture et a la latigue des cäbles porteurs tracteurs

1. Retrospectlon

Gräce aux POSsibilites dont on dispose actuellemenl, le developpement dans les differents domaines de telepheriques a connu lIn progres lulgurant, En etudiant les "Prescriptions de base pour la plan 1-fication et la const ruet ion de telephe~ riquesJJ, am~te du ministere des chemins de ler Z. 11512 du 31 mars 1916, on trouve dans le chapftra VI, cäb les, les prescrlp­l ions remarquables sulvantes;

§ 20. alinea 6 b) " , A6sistanee rl ominale de 120 a 180 kg/ mm 2 ; valeurs In(Qrleures pOllr des cäbles soumis a des fortes soll I· cltations da flaxlon, 180 kg/mm 2 unique­men t quand la sollicitatlon de flexion ast faib le.

§ 20, alinea 10. " les cäbles en question doivent eIre tendus BU moins EI huit secu· rlh~ S a la rupture.

§ 20, alinea 13 " .I'epissure de eäbles Iracteurs est inadmissiblo si t'omplace­ment de I'epissure est soumis ades SOlli­citations de tmetlon Oll de flexion ,

MAme si cet arröle ne pouvait pas avolr trait a des installations monoeäbles, il mantra clalrament I'attitude de prlncipe des milieus lechn lqlles de I'epoque.

2. Comparalson des preserlptlons de securlte

Dans J'issue special de la revue interna­tionale des te lepheriques a t'occasiOIl de la ge reunion internationale des au totites de surveillance techniqlJe des telepha­riques en Autriehe en 1959, le chef de ser­vice Dip1.-lng. Winkter compere les pre­scrlptlons de securite et da mise au rebut des differents pays et arrlve ä: la conclusion qu'en principe il y a con­formite, c'est-tl-dlre que les valeurs ex i­gees ne varient que de pell , Mais il est a noter qu'iI insiste qu 'une reducHon de la seeurite EI la rupture lors de la mise au rebut des cäbles n'es t posslble que s'il etait entre autres linalement possible de remplacer le terme insalislaisant de la ~,'i(~c urite EI la rupture par la securlte globale du cäble, qul comprendrait loutes les sot!lei tations agissant sur les cäbles, telos que la Ilexion loreee, la flex ion et compression causees par la foreo tfans· versale, le lrottement interieur, le serrage des pinces, ete. L'exp~ r ie nce datant de 1959 eng lobe la preml~ re periode de da· veloppement apres la Oouxi~me Guerre Mondiale, et pendant laquelle 65 telesieges monopIaces, seulement 4 telasi~ges bi­places, 40 lelepherlques bicäbles a va-et­vient, 10 installa tions bicäbles EI mouve­ment et 9 fun iculalres etaient en service en Aulriche,

La plupart des 65 telesieges monopIaces ela iont eonst ru its d'ancien malerlei de guerre, done beaucoup d'elements des installations etalent predetermines. Las prescrip tions qui se referaient particuliere­ment aux installations bicäbles et aux fun lculaires de la periode alLant jusqu'a 1935, 6talent el les aussl adaptees ä: cet es pace de temps, On prenait le eäble tracteur des Installations bicäbles comme modele el sur cette base, on elaborait des preseriptions pour le cäble porteur-trac­teur de I'installation monocäble. 11 resulte des etudes precitees de M. Wlnkler, qu'on

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Page 2: Die Zug- Ermüdungssicher

diese Überlegungen galten lür die erste Entwicklungsperiode und sie gelten heute noch, ohne Rücksich t darauf, daß die da­malige Forderung Wlnklers bezüglich einer Gesamtsicherheit im Jahr 1973 er­fOllt wu rde, daß die Seile nicht mehr auf Stahl, sondetn durchwegs auf Gu mmifulls­rung laufen, daß d ie magnetInduktive Un­tersuchung der Seile heute schon laufend mögliCh ist und in einer Form gemacht wer­den kann, die das AlJHreten von siche r­heItsgefährdenden Sellschäden aus­schl ießt. Die Anlührung dieser Kriterien diene nur als Beispiel und könnte bezüg­liCh der Seilherstellung, der Wartung und Pfl ege der Seile, der Sellführung, der Aus­gestaltung der Stationen und Streckenbau­werke und der Führung des Betriebes wei ­ter ver fOlg t werden,

3. St8nd~ellb8hnen

Oie Renaissance der Slandseilbah nen wurde Im Jahre 1972 erst möglich, als es gelang, von der bisher vorgeschriebenen S,Olachen Zugsicherheit des Zugseiles auf 4,5 zu kommen, Diese beachtliche Vermin­derung oder Anglelchung an die SeIl­schwebebahnen wurde möglich, da Ver­häl tn isse geschaffen wurden, d ie die Stand­seilbahn mit der Schwebebahn vergleich ­bar machten. Es waren dies vor allem die Übersicht lichkeit der Trasse und eine Tras­senfü hrung, die Fahrthindernisse aus­schließt. Eine elegante zügige Trassen­führung mit zahlreichen Brücken und Tun­nels war die notwendige Folge dieser For­derung. Gleichzeitig konnte die Fah rge­schwindigkeit von bisher etwa 3,0 m/s auf 10 m/s erhöht werden, Mit diesem Schrill wurde die alte und SChOn beinahe verges­sene Slandseilbahn wieder attraktiv und fand auch gute Verbrei tung.

4, Neue Bemessungsverlahren

Die Drah tseilbedingnlsse 1973, I. Au flage, brachten wohl die Seilbemessung unter Berücksichtigu ng von Biegung und Pres­sung mit einem NaChweis der zweifachen ErmüdungssicherheIt , der Nachweis der Zugs icherheIt blieb jedoch bei allen Seil ­schwebebahnen unangetastet,

5. Zugslchorhelt

Obwohl nun der Sicherheitsnachweis aul Ermüdung unter BerückSichtigung vOn er­zwu ngener Biegung, Querbelaslung und Pressung gelührl wird, obwohl dement­sprechend auch Scheiben- und Rollendurch ­messer ermittelt werden , obwohl seit 1950 alle Scheiben und ROllen gummigefutterl sind, die Seile heu le nach modetnsten Grundsätzen hergestellt, gewartet und ge­pflegt werden, blieben die vorgeschrie· benen Werte für die ZugSiCherheit beste­hen,

Es erhebt sich nunmehr d ie leid ige Frage, was Sicherheit überhaupt bedeutet. Es scheint in diesem Zusammenhang zweck­dienlich, das E.lnst und Jelzi mi leinander zu vergleichen. Wie bereits ausgeführt, Ist die Herstellung, die Wartung und Pflege der Seile we it fortgesch ritten, und alle mit den Seilen in Kontakt kommenden Einrichtungen, wie Scheiben, Rollen u. a. m., sind so seilschonend gefuttert, daß größte L.ebensdauer erwartet werden dar!, Wenn also keine Ein fl üsse Zu erwarten sind, die ein plötzliches V0 ~sagen eines Seiles zur Folge haben können, und ler­ner die Untersuchungszeiträume so gering sind , daß sicherheitsgelährdende SChäden nicht I.menldeck t bleiben können, könnte d ie Gesamtsicherheit theoret isch knapp über 1 liegen.

Die Schwierigkeit , die diese Annahme un­mögl ich macht, l ieg t einerseits In den

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and they still apply loday regardless of the fact that Winkler's demand for an overall safety was fulfilled in 1973, that ropes no longer nm on sieei, but on rubber linings, and thaI loday magnel lc lnductive inspec­tion 01 ropes can be carried out con!inu­ously and in such a way as 10 preclude the occurrence of rope damage liable to endanger the salety 01 the rope. These erlt erla are only l1s led by way 01 example, and could be extended to rope manu­lactum, the maintenance and care 0 1 ropes, rope guidance, the design 01 s ta­tions and !ine equipment and operation .

3. Funlcular rallways

The renaissance of Ihe funieular ra ilway only became possible in 1972 when Ihe previously stipu lated salely factoT 01 8.0 was redlJced 10 4.5. il, is slzable reduc· tion or adaptation to aerial ropeways was posslble because conditions had been established wh ich made the lunicular rail­way comparab le with an aerial ropeway. These were principally a clearly visible line and a track completely free of ob­stacles. E:legant, dlTect routing with num­eTOUS bridges and tunnels was the neCes­sary consequence of this requ iremen l. AI the same time, the speed of Iravel was increased Irom an initial value of about 3.0 m/s to 10 rn /so With Ihl$ step the old and vlrtually forgot ten funicu:ar railway again became attractive and achieved new popularity.

4. Naw methods 01 evaluation

Although the first edition 01 the Wire Rope Regulations in 1973 linked Ihe computa­lion 01 ropes wilh regard to bending and compress lon wllh a Iwo-fold latigue limit , the safety factor for all aerial ropeways was leI! unchanged.

5. Salaly Factor

AHhoug h the fatigue limit now takes InlO consideration lorced bending, lateral st ress and compression, allhough Ihe dia­meter of sheaves and rOllers has been ia'ld down accordlngly, allhough all sheaves and rollers have been rubber lined since 1950, and although ropes today are manufactured, serviced and lendec! according to modern principles, the s tlpu­Is ted values for the salety factor have rarna\ned unchanged. The dlfficuH question Is now ralsed as to what salety aetually means. In this context it may be useful to make a comparison between then and nOw, As we have al ready seen, the manu~ lac ture, maintenance and care of ropes have progressed far, and all the equ ipment com lng In lo contact wlth ropes, such as sheaves, rollers, etc. is litted with l ini(lgs thaI cannot damage the ropes , wlth tha resliit that maximum rope nfe can be expected, 11 , then, no influences are to be expec ted which could lead to the sud .. den fa i lure 01 a rope, and Ihe intervals between inspeclions are so short that dangerous damage cannot remaln und ls­covered , the overall safety could In theory be just under 1, The dlfflculty which makes Ihis assumptlon untenable lies in the numerous tolerances which must be taken into consideration; a correspondingly high salety lactor must therefore ba chO­sen, The toleranees in wire strength and wire diameIer are regulaled In the relevant AuSlrlan Standards; only within cer,tai n IIml ls are Irregularilles In the manufactu re of ropes controllable facto rs determining the breaking load 01 a rope, If manufactur­ing tolerances are taken into consldera­tion, one must reckon with a 10 to 16 % reduction in the breaking load (Ior a 42 wlre or 216 wlre Warrlngton-Seale rope), depending on rope construclion , On the

voulait atout prix separer les sol licitations du cable tracteur et du cäb le tracteu r, mais que, vu les valeurs Indelinies de la solllcitation du cäble, les differences s'averaien t si minimes qu'elles ne pOlJ­vaient pas jouer un röle decislf. Toutes ces reflexions etaient valables pour la premiere periode de developpement. el contlnuent a ~ I (e va lables a !'heu re actuel­le independ emment du fait que la de­mande avancee par M. Winkler a I'epoque concernant une securite globale lul real 1-see en 1973, que les cäbles ne reposent plus sur de I'acler mals sur des garnitures en caoutchouc, que le contröle magneto­inductil du cable est actuellement possible sans arreter I'installation et qu'lI exclue 'apparition de deMriorations de cAb le qui pourralent mellre en perl! la securile. La serie de ces critGre ne sert que d'exemple, et pourrai t etre continuee pou r ce qui concerne la production des cäbles, le maintien en etat et I'entretien des cäbtes, 1e guidage du cäble, la conslruc tion et I'equlpemenl des stations et I'adminis tra­tlon el la gestion de I'entreprise,

3. Funlculalres

La renaissance des luniculai res en 1972 n'etait possible que gräce a la possibillte de reduire la securile a la rupture du cäble Iracteu r de e,o a 4,5 securites, Cette reductlon considerable €Ist due au fa it que des conditions furent creees qui rendent le lunicu lai re comparable au telepherlque. C'etait avant tout une disposition claiTe du trace et un guldag e qui exclut les obstacles de marche. La consequence necessaire de cette exigence etait un guidage du trace elegant et conti nu avec de mul tiples ponts et tunnels. Simultane­ment, la vitesse de marche a pu ~tre scceleree de 3,0 m/s ä 10 m/s. Tout ceci a rendu le vleux fun iculaire presque oublie de nouveau attrayant et populai re .

4, Oe nouveaux procedes de dimension ne-ment

Les prescrlptlons pou r les cables metal­IIques 1973, 1e edition, traitaient il est vra i du dimensionnement du cäble ayanl egard a la Ilexion et a la compression el en prouvant deux securlte$ a la fatigue, mals la securlle a la rupture restait in­changee POUT tous les telepheriques.

5, Securlte a la rupture

Bien qua la preuve de la securite a la fatlgue soil lournle en tenant compte de la flexion forcee, de la charge transvers eJ.le et de la compression, bien que le dla­metre des galets et rOuleaux soit deIer­mine en concordance, bien que depuis 1950 tous les galets el rouleaux aient une garniture en caoutchouc et que les cflbles soient produits, maintenus et en lrelenus actuellement d'apr~h les princ lpes les plus mOdernes, les valeurs prescrltes pour la securlte a la rupture reslalent inchangees, I1 SB pose alors la question fächeuse a saivoir ce que signilie justement la secu­rite , Dans ce contexte, il semble util B de comparer I'$.utrelois et le present. Comme ind ique deja plus haut, I'entretien et la malntenance des cäbles onl fOrtement progresse, et taus les elements qui entrent en contacl avec le cable, tels que ga leis, rouleaux ete" sont garnis da manierB ä meJ~ager les cäbles, et I'on peut s'attendre a une longevlle maximale. Alors, s' i l ne faut pas prevoir des lnfluences qui pour­raienl ca user une delaillance subile du cable, et si les inlervalles d'examln $ont suffisamment courts pOlJrqu'on ne puisse pas manquer des degalS qui mettent en perll la securlte, I1 sufflt theoriquement un laux leg8rement en dessus du'ne securite, La difficulte qui rend impossible la r'l'li se

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Page 3: Die Zug- Ermüdungssicher

zahlreichen Toleranzen, die In Betrach t gezogen werden müssen: deshalb muß ein entsprechend hoher Sicherheitsfaktor gewählt werden. In den einschlägigen öNORMEN werden die Toleranzen dM Drahtfestigkeit und des Drahtdurchmessers geregelt; erzeugungstechnisch begründete Ungleichmäßigkeiten in (ler Herstellung der Seile u. a. m. sind nur in gewissen Grenzen beeinflußbare Größen. die die Bruchlast bestimmen, Werden die erzeu­gungstechn iSCMn Toler,anzen berücksich­tigt, so kann mit einer Minderung de r' Bruchlast je nach Seilkonstruktion um 10 bis 16 % (beim 42drähtigen bzw. 216dräh­ligen Warrington-Seale-Seil) gerechnet werden. Andersei ts sind es die Abnützung der Seile. die äußeren Einflüsse, hervor­gerufen durch z. 8. Rollenbelastung, die innere Reibung, beeinflußt durch die Schmierung, die Korrosion und SChließl ich die Ermüdung des Werkstoffes selbs t, die die Lebensdauer bestimmen.

Diese Einflüsse sind In % -Werten der Querschnittsminderung ausdrückbar und durCh die berei ts erwähnte Überwachung erlaßbar. Die zulässigen °/o-Werte SChwan­ken in den verschiedenen Staaten von 6,5 % (österreich) bis 20 % (Italien. siehe Winkler) ,

Von Bedeutung für diese %-Werte sind die 8ezugslänge und die kritische Seil­länge, für welche die Zugs icherheiten gel· ten; die VOr) Winkle r ermittelt en Werte der ZugsicherheIt liegen zw isc" en 4,03 (Schweiz), 4.21 (Osterreich) und 4,78 (Frankreich) , bezogen auf eine um 10 % vergrößerte Mindestbruchlast.

Oie AbJegereife wird in Osterreich bei einer tatsächlichen Z~Jg s i ch e rh eit von zirka 3.8 erreicht.

Praktische Ergebnisse haben gezeigt, daß bei einem 114drähtigen Seil lind etwa 80 Drah tbrüChen je Meter noch zirka 80 Ofo der Bruchlast vorhanden ist , Oie errechnete Querschnitlsvermlnderung beträgt 70 %, die Verminderung der Zug sicherheit nur 20 %; diese große Diskrepanz zeigt den E.in fluß der kritischen Seil länge,

Trachtet man einerseits, einen Verseil ­faktor von nahezu 1 zu erreichen , das heißt d ie Sirangbruehlas t nahe2': U an die ReCh­nerische Bruchlast zu bringen, und an­derseits für nicht feststellbare Mängel eine nur geringe Querschnittsverminde­rung zuzulassen, wäre es mög lich , unter

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other hand, the service life 01 a rope is determined by the wear of the rope, external influences due, lor example, to rOller loading, internal fri c tion Inlluenced by lubrlcatlor), corroslon, and finally la· tlgue of the materlall tsei l. These influences can be expressed as percentages 01 a cross-sectional red uction and Can be established in the course 01 the Inspeclions mentioned above. The permlss lble percentages vary in different countries Irom 6.5 % (Auslria) to 20 % (ltaly, see Winkler). The reference length and the critical rope length tor whiCh the safety lactor applies are 01 slgn lf lcance in these percentages: the values of the sa fety factor found by Winkler lay between 4.03 (Switzerland), 4,21 (Austria) and 4.78 (France) with rele rence to a 10 % increase in minimlJm breaking load, In Austria a rope must be dlscarded when an aetual safety lactor of abou t 3.8 Is reached . Practical resul ts have shown that a 114 wire rope with about 80 wi re breaks per meter still has about 80 % of it5 ullimate strength. The calculated reductlon in cross-sectlon is 70 tll rl , the reduclion 01 the safety factor only 20 % . This con· siderable discrepancy points out the im· portance of the crHical rope length, If, On the one hand, one wanted to oblain a twisting factor of almost 1, I. e. the actual brea king strength would be almost equal to Ihe ca!culated breaking strength. and on the other 10 allow only a slight reduclion in cross secHon for llndeterminable flaws, it wou ld be pos­sible under the fOllowing condilions to reduce the value 01 the design safety lactor to around 4.0, whilst at Ihe same time maintaining the previous safety factor for the discarding 01 ropes :

1, Use 01 prestretched, but not pre­stressed ropes. Prestretching means the repeated loading of a rope wilh about 50 fI/o 01 the breaking load until the permanent 5t rai n has been almos t completely ellmlna ted (reduction 01 the Iwisting lactor, depending on rope construction). Complete stretching can only be achieved after about Iwo years 01 natural loading - reduetion of the tw lsUng factoT 10 0.90- 0.95. The stretching does not resuit In the arlifj· cial aglng 01 the rope; it produces a rope diameter which is virtually con ­stant in operation and a very small

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en prallque de celle theorie est creee par les multiples tolerances dont il ' .;HJ! tenir compte: il laut donc choisir un fac teur de securite sllffisamment eleve. Les öNORMs relevants reglent les tohhances de Ja res istance et du dlametre des lils. En tenant compte des tolMances resultant d'influences de production, il faut prevoir selon la construclion du cablE! une dimi­nution de la resistance ä: la rupture de 10 a 16 Ofo (quand i1 s'aglt d 'un cable Warrington-Seal a respeclivement 42 et 2113 His). En plus, la longevite est deter­minee par I'usure du cable, les influences exterieures, le Irottement interieur ln­Iluence par le grsissage, la eorrosion et linaJement par la fatigue du nll'l.ter iel m~me .

Ces inlluences peuvent etre exprimees en pourcentage de reduction de la seetlon et decelees par la surveillance susmen­tionnee. Les valeu rs da pourcentagc ad­mlssiblas varlent dans les differents Etats de 6,5 % (Autriche) a 20 % (Italie, d'apres Winkler) .

Ces valeurs de pourcen tsge dependent de la longuellr de referenee et de la longu eur critique du cAble auxquelles s'appliquent les securites a la rupture . Les va leurs de la securite a la rupture re pe re es par Winkler sont de 4,03 en Suisse, de 4,21 an Autrlelle et de 4,78 en France, se referant tJ. une resistance a Ja rupture augmentee de 10 %.

En Autriche, le cäble doi! et re mis 9lJ rebut des que la securite reelle a la rup­ture est de 3,8.

J1 ressort des resultalS pratiques que dans le cas d'un cable a 114 fils el 80 rllptures de fils par metre, il reste toujourS 80 pour cent de la charge de rupture , La reduc l lon calculee de la secHon transversale es t da 70 % et celle de la securlte a la rupture $eulsment de 20 %; celle divergence con­slderable demontre l'influence de la lon­gueur de cable critique.

Si I'on veul allelndre un facteur de cablage d'snviron 1, c 'est·a-dire de rapproeher autant que possible la charge de rupture du tronvon a la charge de rup ture cal­Culee et n'admellre pour des defauts non decelables qu'une mlnlme reduction de la sec tlon transversale, 11 serail meme possl bl e, tout en maintenant la securite a la rupture actuelle pour ce qul es t la mise au rebut , de reduire la valeura da

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Beibehaltung der bisherigen Zugsicherheil bei der Ablage den Wort lür die Zug­sicherheit bei der Bemessung unter nach­stehenden Bedingungen sogar bis gegen 4,0 herabzusetzen:

5.1, Verwendung vorgereckter, nicht aber vorgespannter Seile, Unter Vorrecken ist die mehrmalige Belastung eines Seiles mll etwa 50 % der ßruchlast bis ~um nahezu völligen Abbau der bleibenden Dehnung zu verstehen (Verminderung des Verseil laktors, je nach Seilaulbau). Eine völlige Reckung kann erst nach etwa zwei­jähriger natürlicher Beanspruchung - Ver­minderung des Verseilfaktors au l 0,90 bis 0,95 erreicht werden. Durch das Vorrecken werden ke ine künstliche Alterung, sondern für den Betrieb nur ein nahellJ konstanter Selldurchmesser und sehr geringe Ul.n­gung erreicht. Vorgespannto Seile. bis zu zirka 30 % der Bruchlast. zeigen nicht den vorangefOhrten Reckeffekl, jedoch kann von einer Verbesserung der Dehnungs­eigenschaften und Durchmesserverminde­rung gesprochen werden.

5.2. Maschinell geradegerichtete Einsteck­enden bel der Herslellung einer Spleiß­verbindung von Seilen mit einem Nenn­durChmesser von mehr als 41 mm.

5.3. Laufend mögliche ma.gnetinduktive Seilkontrolle mit einem Gerät, das auch innere Korrosion und innere Drahtbrüche unzweideulig Zu erkennen vermag. Die bisherigen Ablagebeslimmungen - Ab­lagereile bei 10 % Querschniltsverlust, ge­rechnet von der Rechnerischen 8ruchlasl (dieS entspricht einer Ablagereife bel 15 % Querschn illSverl\.lst, gerechnet von der Erm ittelten Bruchlast - weil die Ermit­telte Bruchlasl durch Anhebung der Tole­renzgrenzen von früher ± 8 % auf -41 + 12 Ofo im Mittel etwa um 4 Ofo über der Rechnerischen Bruch last liegt - siehe ÖNORM M 9500) können daher unverän­dert bleiben. Sie bringen eine etwa d bis 5 % größere Sicherheit. Zudem sei be­merkt, daß in anderen Staaten weit hö· here Quersct,nittsverminderungen als noch zu lässig angenommen werden.

Eine Verminderung auf einen Wert von 4,5 für die Zugsicherhei t wäre mit Rück­sichl au f den Stand der Entwicklung ge­gonüber 1950 somit bedenkenlos vertret­bar. Dies umso mehr, als bereits im Berg­bau für weit höher beanspruchte Seile, die ihre Ablagereife bei einem Quer­sChnl tlsverlus t von 15 %. ge rech net von der Ermittelten Bruchlast, erreichen, die gleiche Zugsicherhell bei Ic'lllfend mögli­cher magnetinduktiver Prüfung verlang l wi rd , Schließlich sei festgehalten. daß auch beim zweiten kontinentalen Symposium der OITAF·NACS 1980 in Kanada eine gleichartige Tendenz feststellbar war.

6, ErmüdungssicherheIt

Die Beanspru Chungsg renze bei der vor· erw5hnlen 4.5fact)en ZlJgsicherheit erhöht sich geradlinig gegenüber dem bisher 5,Ofachen Wert. Daher kann diese Ände­rung wesentlich dazu beitragen, durch die Wahl stärkerer Seile auch eine Leistungs­steigerung zu erreiChen,

Bei einer weiteren Verminderung der Zug­sicherheit allerdings bleibt die Beanspru· chungsgrenze, je nach der Größe der NennfestigkeIt, konstant und erreicht be­reits vor der 4,Ofachen Zugsicherheit ihren Höchs twert von 0.35 für zwei fache ErmO­dungssicherheit.

Die erreichbare Zugsicherheit beträgt bei

Ru = 2160 NI mm' = 1960 NImm' = 1770 N/mm 2

296

n 'l = 4,058 = 4,21 = 4,39

elongation. Prestressed (opes, up to abou t 30 °/0 of Ihe breaking load, do not exhibit the above-menlioned twist­ing effect. but there is an improvement in extensibility and cross-sectlonal re­ducllon.

2. Mechanically stralgh tened onds whell splieing ropes wilh a nominal diameter 01 more than 41 mm.

3. ReglJlar magnetic induclive inspection 01 ropes with a device thai ean also glve a clear lndlcat ion 01 Interna I corroslon and Internal wirc breaks. The existing regulations on the diseard­ing 01 ropes stipulate that a rope must be dlscarded wHh a 10 Ofo reduction In cross section ba.sed on Ihe cal­culated breaking load (Ihls corre­sponds 10 a 15 % reduction in cross section based on Ihe actua l breaking load - beeause the actual breaking load has been increased to an average of about 4 Ofo above the calculaled breaking load by ralslng the tolerance limits Irom the provious value of

8 Ofo to -41 + 12 % - see ö NORM M 9500). The existing regulations can thsrelore be left unchanged. They produce about 4-5 Ofo more sa fely. 11 is also worth mantionlng thai in olher count ries a much higher reduction in cross section is permissible.

In vlew 01 Ihe teChnological development thai has taken place since 1950, olle could argue without hesltatlon for a re­duction 01 Iha safety faclor to a value of 4,5. All the more so, as the same safely laclor is required with regular magnelic inductive inspection of the ropes used in mlnlng, whlch are subJecled to far highor loading . These ropes are dis­carded when they display a reduction in cross aection 01 15 % . calculated from Ihe aClual breaklng strain. Finally, it m'ust also be noted thai a similar tendency could also be dlscerned et Ihe second conlinental symposium of the OITAF-NACS in Canada in 1980.

6. Fatlguo limit

The stress limil with Ihe above-mentioned safety factor of 4.5 increases Ba a straigh t lino trom the previous VallJe of 5.0. This modlfica!ion could !huS make an Impol'tanl contribution to incroased performance by Ihe cho ice 01 stronger ropes. However, il Ihe safety factor is reduced still turther, the stress limit remains con­stant, dependlng on the magnitude 01 the nominal st renglh, reachlng Its maxi­mum value of 0.35 for a two· fold fatigue limit before Ihe safety factor of 4.0. The safely factor thai can be oblained is as foliows: R" = 2160 NI mm'

= 1960 NImm' = 1770 NImm'

7, Summary

nz = 4,058 = 4.21 = 4.39

A reductlon In the salely faclor has been made possible, on Ihe onG hand, by progress in the field of ropa manufacture. and the dimensioning. maintenance and upkeep of ropes; for reasons of salety Ih ls Is commenSurate wilh the standard of technologlcal developmenl. On the other hand, a change in Ihe designallon of ropes has had a positive ellect on the factors on which Ihis value is based; as a resu!t, a reduction in Ihe sa fety factor of spllced hau I ro pe loops to 4.5 can be justlfled wlthout a detrimenlal reduClion in Ihe safety of the rope. Stalistlcal evalua­tion of hau I ropes with a safety laclor of 5 Ms shown thai Ihe life of a rope cannot be determined at all. as up llllt il now all ropes have been discarded in a good condltlon owlng 10 conversion of Installa­tions.

la securite a la rupture lors du mesurage jusqu'a environ 4,0 sous Jes condltions suivanles:

5. 1. Uti llsatlon da cäbles preetires mals non precontraints. Le preetirage signifie la charge repetee d'un cäble a envi ron 50 Ofo de la charge de rupture Jusqu'a,u demontage quasi complet de I'allongement restant. Un 9lirage complet ne peut ötre alleinl qu 'aprBS envl ron deux ans de sol­licilation normale - reduction du fac­teur de cäblage a 0.90-0.95.

5.2. Redressement mecanique des bouts a Introdulre lors de la realisation d'une epissuro de cäbles ayant un diametre nominal de plus de 41 mm.

5.3. Possibilite continue dlJ contr61e magnetoinduc!if du cable au moyen d'u n disposill f qui permet aussi de d~celer de faCOJl neHe la corroslon inlerne ct des ruptures internes de fIIs. Les prescriplions de mise au rebut actuelles - mise au rebut des qu'il y a une reduction de la seClion transversale de 10 Ofo calcultle sur base de la charge de rupture calcult1e -pouvent donc ~tre maintenues. Elles ap­portent une augmentation de securite de 4 a 5 % • II est a noter que dans d'autres pays, on admet encore de plus fortes re­dUClions de la sec tion transversale.

Donc, une reducHon jusqu'a une valeur de 4,5 dc la securite a la rllpture serait donc parfaltement justifiable vu I'etat du developpement compare a 1950.

6. Securlle ~ la fat/gua

La limite de sollicitalion SOllS les 4,5 secu­riles t\ la rupture precitees connait une augmentation rectiligne compare avec les 5 securiles valab les jusqu'a mainlenanl. G'est pourquoi, ce changement peut con­Iribuar d'une manlere considerable a ob­tenir une augmentation du rendement en choisissant des cäbles plus forts.

Mals s'il y a davanlage de reducllon da la securlle a la rupture. la limite dc sol ­licilation reste constanle selon la valeu r de a resistance nominale, et attei nt dejä. avant 4 securites a la rupture sa valeur maximale de 0,35 pOllr deux securlltls a la fatigue.

Les valeurs de la qu'on peut obtenir suit :

Ru ~ 2160 N/mm~ = 1960N/mm~ = 1770N/mm 2

7. Resume

stlcuritQ a la rupture se presentent COmme

n1. ~ 4,058 = 4,21 = 4,39

D'un c61t1, se sonl les progres realises dans le domalne du cäblage, du dimen­sionnement, de leur enlrelien et main­tenance qlJi permettent de reduire le taux de securite t\ 1a rupture, et de I'autre, les bases de dimensionnement on! 6t6 Ina

fluencees de maniere positive par le changemont de la caracterisation du cäble de sorte qu'une reduction de la securite a la rupture de boucles de cäbles tracteurs et porte urs tracteurs eplsstls a 4,5 est parfaitement justifiable sans antrai­ner une reducllon prejudlciable de [a securite du cAble. Le recensement sta­tislique de cäbles porteurs tracteurs a 5 securites e prouve que la IongevIte n'a pas pu etre determinee car presque taus les cäbles furent mis ElU rebul de man lore an tlclpee encore en bon etat a cause d'une transformation de !'insta l­lation.

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