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Sturzfaktor 2 - Warum Bandschlingen reißen und Seile nicht

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  • #16
    AW: Sturzfaktor 2 - Warum Bandschlingen reißen und Seile nicht

    Zitat von schrutkaBua Beitrag anzeigen
    Wobei hier leider wieder einmal eine gewisse Begriffsverwirrung zuschlägt und das Vermitteln oft nicht vereinfacht. Die von uns hier besprochene Kraft ist ja die maximale auftretende Kraft. Fälschlicherweise wird diese Kraftspitze in der Alpinliteratur und -Ausbildung als Fangstoß bezeichnet. Ein Stoß ist aber eine über eine Zeit wirkende Kraft.
    Dazu ein Zitat aus einer Ddiplomarbeit an der Fachhochschule München,( Autor Peter Randelzhofer):
    1.1 Fangstoss und Fangkraft
    Beim Abfangen eines Sturzes wird der stürzende Kletterer durch eine Kraft längs eines Weges verzögert. Diese abbremsende Kraft ist nicht konstant,sondern steigt von null auf einen Maximalwert an und klingt dann wieder ab. In der Mechanik spricht man bei kurzzeitiger Einwirkung einer Kraft auf einen Körper von einem Stoss. Beim Abfangen eines Sturzes wirkt über das Seil kurzzeitig eine grosse Kraft auf den Kletterer ein, es hat sich deshalb der Begriff Fangstoss etabliert.
    Im Sprachgebrauch der Kletterer bezeichnet Fangstoss aber nicht den Vorgang selbst, sondern die dabei auftretende Kraft, meist den Maximalwert des Kraftverlaufs. Präziser wäre es, von einer Fangkraft zu sprechen. Der physilalischen Korrektheit wegen wird im Folgenden mit Fangsstoss der Vorgang, mit Fangkraft die dabei aufteretende Maximalkraft bezeichnet.
    => in der Norm (DIN 7946 bzw. prEN 892) "Fangstosskraft"
    - Und wenn etwas Nach DIN genormt ist hat es etwa die Qualität einer päbstlichen Enzyklika...
    Das heisst : es muss nicht unbedingt richtig sein, nur für viele Leute hat es erhebliche Gewichttigkeit.
    FBR
    Zuletzt geändert von FBR; 03.06.2011, 11:27.

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    • #17
      AW: Sturzfaktor 2 - Warum Bandschlingen reißen und Seile nicht

      Zitat von swemic Beitrag anzeigen
      Ja, bei dynamischen Seilen kann ich mir auch vorstellen, dass nur der Sturzfaktor einen Einfluss hat.
      Bei statischem Material kann das aber nicht der Fall sein. Da Schrutkabua sich hier so bemüht hat, habe ich heute auch ziemlich drüber nachgedacht. Am Anfang habe ich gedacht, ich hab mich geirrt. Aber der Gedanke über die Praxis lies mich mit Arbeitskollegen darüber diskutieren und wir haben eine Lösung gefunden, die nur von der Fallhöhe abhängig ist. Dass die alleinige Abhängigkeit vom Sturzfaktor falsch ist, konnten wir aber nicht widerlegen. Bin aber schon gespannt, was ihr zu unserer Lösung sagt.
      Eure Lösung wäre richtig, wenn die Fläche unter der Kraft-Weg linie ein Dreieck wäre. Das ist aber nicht so, weil auch eine Bandschlinge bei Belastung eine Dehnung erfährt. Dadurch ist die Kraft-Weg linie nach unten gewölbt und die Fläche darunter kleiner als die Fläche eines Dreiecks mit Grundlinie und Höhe aequivalent zu Dehnung und Kraft. Damit stimmt die Formel E = F * L /2 nicht und damit auch die Ableitung für die Kraft F nicht.
      Für die Ermittlung des Arbeitsvermögens einer Bandschlinge bei Belastung, müsste kontuinierlich zur fortschreitenden Dehnung die jeweilig zugehörige Kraft gemessen und aufgezeichnet werden.
      Solche und dokumentierte Messungen sind sehr wenige bekannt geworden und wenn, nur solche die mit langsam ansteigender Last vorgenommen wurden. Hier eine solche :



      Das Diagramm zeigt den Kraftverlauf ("Load" in Pound) über der Dehnlänge ("Displacement" in Inches)
      => 1Pound = 0.4536 Kg => 4.45 N
      => 1Inch = 25.4 mm
      Die Schlinge dehnte sich bis zum Bruch um 2.425 Inches = 61,6 mm bei einer Belastung von 4666 Pound = 20,76 KN
      Berechnet man die Fläche unter der Kurve, ergibt sich dass sie das Äquivalent von 420 Nm darstellt.
      Das Arbeitsvermögen der Schlinge bei der gegebenen Belastung in der Zerreissmascine beträgt also 420 Nm, was für ein Gewicht von 70 Kg einer Sturzhöhe von 0.6 Meter entspricht.
      Bei einer einer Schockartigen Belastung würde ein Diagramm vom hier gezeigten Bild abweichen und auch die Werte wären andere, aber sie würden keinesfalls den Werten aus E = F * L /2 entsprechen.

      Etwas häufiger findet man Messungen mit einem Kraft-Zeit Diagramm als Ergebnis, die aber zur Ermittlung des Arbeitsvemögens ungeeignet sind.
      Beispiele findet man hier auf den letzten Seiten. (Tabellen ab Seite 5.)

      http://www.caves.org/section/vertica...hains-2005.pdf
      Unter dem Gleichen Link findet man auch viele Informationen über Messungen an Bandschlingen.
      ====================================

      Die Ergebnisse dieser Messungen wurden im Thried
      http://www.gipfeltreffen.at/showthread.php?t=51482 ausführlich besprochen, wobei eine Anmerkung noch wichtig erscheint : => (Beitrag # 46)
      "Etwas bedenklich erscheint eine Tatsache die nicht einmal erwähnt wird : Die getesteten Bandschlingen weisen eine grosse bleibende Dehnung auf ! - Das weist auf eine Schädigung der Struktur durch eine einmalige Belastung hin, - was bedeuten würde, dass Bandschlingen durch einmalige Belastung schon so geschädigt werden, dass man sie danach nicht mehr verwenden sollte !!"
      FBR
      Zuletzt geändert von FBR; 03.06.2011, 18:48.

      Kommentar


      • #18
        AW: Sturzfaktor 2 - Warum Bandschlingen reißen und Seile nicht

        Danke für deine fundierten Ergänzungen zu diesem Thema.

        Zitat von FBR Beitrag anzeigen
        wenn die Fläche unter der Kraft-Weg linie ein Dreieck wäre

        Du sprichst hier eine Anfangs angenommene Vereinfachung in der Modellbildung an, die natürlich nicht hätte unerwähnt bleiben dürfen.

        Sehr vielen Dank auch für dein Kraft-Dehnungs-Diagramm einer realen Schlinge. Interessant wäre hier evt. noch die Schlingenlänge, da du ja die Sturzhöhe die zum Bruch führt so schön ausgerechnet hast.

        An der Proportionalität zwischen Fangstoßkraft und Sturzfaktor ändert die nichtlinear Kraft-Dehnungskurve allerdings nichts, solange ihre Form (eigentlich primär Materialabhängig) für unterschiedlich lange Schlingen gleich bleibt. (Eine doppelt so lange Schlinge müsste ein doppelt so großes Arbeitsvermögen aufweisen.)
        Zuletzt geändert von schrutkaBua; 08.06.2011, 09:26.
        ----

        Kommentar


        • #19
          AW: Sturzfaktor 2 - Warum Bandschlingen reißen und Seile nicht

          Zitat von tille Beitrag anzeigen
          In einem Fallversuch leuchtet mir das ein. Aber was hat das mit der Realität zu tun?
          Bei einem Faktor-2 Sturz in eine Bandschlinge wird vermutlich nur der geringste Teil der Fallenergie durch die Dehnung der Bandschlinge aufgenommen. Der größte Teil dagegen durch die "Verformung" des menschlichen Körpers. Diese Verformung hat aber Grenzen und nimmt nicht im Sinne einer Federkonstante mit der einwirkenden Kraft zu.
          Daher hat die Fallhöhe in der Realität doch einen ganz entscheidenden Einfluss darauf, ob die Schlinge reißen wird oder nicht.
          Ja da hast du natürlich recht. FBR hat das hier sogar schon einmal mit Datenmaterial hinterlegt.
          ----

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          • #20
            AW: Sturzfaktor 2 - Warum Bandschlingen reißen und Seile nicht

            Zitat von schrutkaBua Beitrag anzeigen
            Du sprichst hier eine Anfangs angenommene Vereinfachung in der Modellbildung an, die natürlich nicht hätte unerwähnt bleiben dürfen.
            Sehr vielen Dank auch für dein Kraft-Dehnungs-Diagramm einer realen Schlinge. Interessant wäre hier evt. noch die Schlingenlänge, da du ja die Sturzhöhe die zum Bruch führt so schön ausgerechnet hast.
            Danke auch dir für den Hinweis, - Die Länge der Schlinge gehört natürlich zur Berechnung dazu !: Länge war = 60cm

            Hier der ganze Bericht zum Diagramm :
            http://www.mountainproject.com/v/cli...ng#a_105886808

            Und weiter :
            An der Proportionalität zwischen Fangstoßkraft und Sturzfaktor ändert die nichtlinear Kraft-Dehnungskurve allerdings nichts, solange ihre Form (eigentlich primär Materialabhängig) für unterschiedlich lange Schlingen gleich bleibt. (Eine doppelt so lange Schlinge müsste ein doppelt so großes Arbeitsvermögen aufweisen.)
            Auch das ist natürlich richtig. Allerdings : wenn die grössere Freiheit, welche eine längere Schlinge bietet, dazu benutzt wird um sich weiter vom Fixpunkt zu entfernen, wird damit auch die Sturzhöhe verdoppelt ...

            => schön, dass Du den Thried wieder "reanimiert" hast.
            FBR

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            • #21
              AW: Sturzfaktor 2 - Warum Bandschlingen reißen und Seile nicht

              Hier noch ein interessanter Artikel zum Thema - im Artikel ist dann zum Originalbericht von DMM mit Video verlinkt.

              Auszug daraus:

              Es wurden handelsübliche Bandschlingen aus Nylon (16mm breit) und Dyneema® (11mm breit) in den Längen 120cm und 60cm verwendet. Die maximale statische Belastbarkeit betrug jeweils 22 kN. In der DMM Testanlage wurden die Bandschlingen mit einem 80 kg Gewicht und unterschiedlichen Sturzfaktoren (1, 2) belastet. Zudem wurden die Belastungen mit einem einfachen Kreuzschlag (Überhandknoten) in der Bandschlinge wiederholt.
              Anmerkung: als Testgewicht wurde ein starrer 80kg schwerer Metallzylinder verwendet.

              In jedem Versuch wurden Belastungen von mindestens 10 kN ermittelt. Es gibt unterschiedliche Aussagen über die Belastbarkeit des Menschlichen Körpers, jedoch scheinen Belastungen über etwa 6 kN bereits Schäden wie Knochenbrüche, Bewußtlosigkeit, innere Verletzungen oder Herzstillstand verursachen zu können. Selbst wenn eine Bandschlinge größeren Belastungen Standhalten kann, so gilt dies nicht für den menschlichen Körper oder möglicherweise weiteres Material in der Sicherungskette bzw. den Sicherungspunkt an sich.
              Anmerkung: ohne Knoten haben die Schlingen teilw. die doppelte Belastung (um die 20kN) ausgehalten.
              lampi
              ________________________________________
              Jetzt auch bei mir - Lampis Berge

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              • #22
                AW: Sturzfaktor 2 - Warum Bandschlingen reißen und Seile nicht

                Der Testaufbau ist leider sehr unrealistisch. Die hohen Kräfte sind durch den kurzen Bremsweg bedingt (die Kraft integriert über den Bremsweg muß gleich der Fallenergie sein). Die einzige Komponente, die sich signifikant verformen kann, ist die Bandschlinge. Einen Kletterer würde es ordentlich zusammenstauchen und dadurch käme es zu keiner so hohen Maximalkraft, weil sich dadurch der effektive Bremsweg verlängert. Man müßte den Versuch mit einem realistischeren Fallgewicht wiederholen. Vermutlicht würde die Bandschlinge dann nicht reißen, aber der Kletterer würde eine ungesund hohe Beschleunigung erfahren und sich u.U. das Kreuz brechen.

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                • #23
                  AW: Sturzfaktor 2 - Warum Bandschlingen reißen und Seile nicht

                  Zitat von Bernhard G. Beitrag anzeigen
                  Der Testaufbau ist leider sehr unrealistisch.
                  .
                  .
                  .
                  Vermutlicht würde die Bandschlinge dann nicht reißen, aber der Kletterer würde eine ungesund hohe Beschleunigung erfahren und sich u.U. das Kreuz brechen.
                  Mir ist das schon klar, dass musst du aber denen mal erklären, die glauben, dass eine Bandschlinge, die in einem Test mit einem 80kg Eisengewicht erst bei einer Belastung von über 1.000kg reisst, auch bei einem Sprung eines Kletterers aus dem Stand in die Schlinge reissen soll...
                  lampi
                  ________________________________________
                  Jetzt auch bei mir - Lampis Berge

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                  • #24
                    AW: Sturzfaktor 2 - Warum Bandschlingen reißen und Seile nicht

                    Interessant find ich den Test trotzdem irgendwie...
                    Was ich mich schon länger frag, und der Test auch wieder stark zeigt, warum hat man überhaupt angefangen die ganzen Bandschlingen aus Dynema zu machen ?
                    In Salzburg zb is es fast unmöglich normale 16mm PA Bandschlingen aufzutreiben, die meisten Geschäfte haben nur mehr die Dynema, und das obwohl das Material ja offenbar weniger Hitze aushällt und auch noch schneller reisst.
                    Welchen Vorteil das Dynema nun haben soll ist mir bis heute irgendwie nicht klar (mal abgesehen von schmalen Sanduhren wo man keine 16mm durchbringt)

                    Kommentar


                    • #25
                      AW: Sturzfaktor 2 - Warum Bandschlingen reißen und Seile nicht

                      Zitat von Nicolas Wallner Beitrag anzeigen
                      Was ich mich schon länger frag, und der Test auch wieder stark zeigt, warum hat man überhaupt angefangen die ganzen Bandschlingen aus Dynema zu machen ?
                      Die Frage wird in dem Video doch klar beantwortet: höhere Resistenz gegen Aufreiben, bessere Beständigkeit gegen Chemikalien, geringeres Gewicht. Außerdem ist vermutlich die UV-Beständigkeit und Alterungsstabilität besser, denn alles was elastisch ist, altert schneller. Dynema hat schon seine Berechtigung.

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                      • #26
                        AW: Sturzfaktor 2 - Warum Bandschlingen reißen und Seile nicht

                        leider sind solche Tests oft reine Materialtests und keine Tests der Anwendung dieser Materialien.

                        Viel interessanter wäre zu wissen, wie sich die Bandschlingen bei der Verwendung mit einer klassischen Reihenschaltung, also doppeltem Bulin fürs weiche Auge und Mastwurf in zweiten Fixpunkt verhalten, denn da wird ja im Prinzip in allen relevanten Bereichen die Banschlinge "doppelt" genommen.
                        Bierinduziertes Brainstorming
                        setxkbmap -option ctrl:nocaps

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                        • #27
                          AW: Sturzfaktor 2 - Warum Bandschlingen reißen und Seile nicht

                          Zitat von karl steinscheisser Beitrag anzeigen
                          Viel interessanter wäre zu wissen, wie sich die Bandschlingen bei der Verwendung mit einer klassischen Reihenschaltung, also doppeltem Bulin fürs weiche Auge und Mastwurf in zweiten Fixpunkt verhalten, denn da wird ja im Prinzip in allen relevanten Bereichen die Banschlinge "doppelt" genommen.
                          da gibts dann aber eh das seil welches die kräfte dynamisch aufnimmt, also wird die bandschlinge in diesem fall nicht an ihre grenzen stossen. bei einer selbstsicherung die eventuell überklettert wird schauts eben wieder anders aus, und dort liegt dann auch die gefahr des schlingenbruchs.

                          oder verstehe ich deinen beitrag jetzt nur falsch?
                          tu was du willst, aber tu was!!!

                          Kommentar


                          • #28
                            AW: Sturzfaktor 2 - Warum Bandschlingen reißen und Seile nicht

                            Zitat von rutschger Beitrag anzeigen
                            da gibts dann aber eh das seil welches die kräfte dynamisch aufnimmt, also wird die bandschlinge in diesem fall nicht an ihre grenzen stossen. bei einer selbstsicherung die eventuell überklettert wird schauts eben wieder anders aus, und dort liegt dann auch die gefahr des schlingenbruchs.
                            oder verstehe ich deinen beitrag jetzt nur falsch?
                            da hast schon recht, das wäre an sich eine etwas andere Aufgabenstellung.

                            Ich überlege mir halt die Praxisrelvanz dieser Tests bzw. dieses Freds, unterm Strich - Mathematik hin- oder her:
                            muss ich jetzt all meine Dyneema Bandschlingen wegwerfen deswegen?
                            oder krasser: sind Bandschlingen gänzlich ungeeignet für den Standplatzbau?

                            Für mich hat das nur insoferne Praxisrelevanz, als wenn mir jemand plausibel erklären (oder durch Tests belegen) kann dass der Standplatz genau mit diesem Aufbau:
                            http://www.dietmar-hahm.de/sicherung.../stand_6.shtml
                            einen Faktor 2 Sturz nicht aushalten wird, also die Bandschlinge reißen würde.
                            Bierinduziertes Brainstorming
                            setxkbmap -option ctrl:nocaps

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                            • #29
                              AW: Sturzfaktor 2 - Warum Bandschlingen reißen und Seile nicht

                              Zitat von karl steinscheisser Beitrag anzeigen
                              ...

                              Für mich hat das nur insoferne Praxisrelevanz, als wenn mir jemand plausibel erklären (oder durch Tests belegen) kann dass der Standplatz genau mit diesem Aufbau:
                              http://www.dietmar-hahm.de/sicherung.../stand_6.shtml
                              einen Faktor 2 Sturz nicht aushalten wird, also die Bandschlinge reißen würde.
                              faktor 2 mit überkletterter bandschlinge als selbstsicherung?
                              oder
                              faktor 2 mit dynamischem seil zwischen standplatz und fallendem kraxler?
                              Zuletzt geändert von rutschger; 08.09.2011, 13:06.
                              tu was du willst, aber tu was!!!

                              Kommentar


                              • #30
                                AW: Sturzfaktor 2 - Warum Bandschlingen reißen und Seile nicht

                                Zitat von rutschger Beitrag anzeigen
                                faktor 2 mit überkletterter bandschlinge als selbstsicherung?
                                oder
                                faktor 2 mit dynamischem seil zwischen standplatz und fallendem kraxler?
                                für die Praxis letzteres

                                ersteres wäre auch interessant um wieviel mehr eine doppelt genommen Banschlinge mit Bullin drin aushält.

                                Wir können uns ja im KG treffen, ich mach den Sturz mitn Seil in den Standplatz und du das mit dem Überklettern der Selbstsicherung, ok?

                                Wobei bei unserem KG ist die Frage, ob wir überhaupt zwei Fixpunkte finden, die das aushalten
                                Bierinduziertes Brainstorming
                                setxkbmap -option ctrl:nocaps

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