Stahl hat eine interessante Eigenschaft: Wenn man statisch anzieht, hat es eine hohe Zugfestigkeit. Was Stahl aber nicht mag ist: Belasten – Entlasten – Belasten und so weiter. Man nennt das Dauerschwellbelastung.

Bei Dauerschwellbelastung deutlich unter der Zugfestigkeit kann sich ein Haarriss bilden, der immer größer wird und schließlich reicht die Zugfestigkeit nicht mehr aus und es kommt zum Gewaltbruch.

Ein gebogenes Stahlblech (ca. 5 mm stark, Nirosta) wurde längs belastet: 10 kN Zug, dann auf 3 Kn reduziert usw. Man sieht den Haarriss im Knick.

Die Zugfestigkeit dieses kleinen Restes ist noch stark genug, um 13 kN zu halten. Bald darauf allerdings erfolgt der Bruch bei ca 11 kN.

Haarrisse sind schwer zu sehen und es gehört eine Portion Erfahrung dazu, die Stellen zu identifizieren. Dies sollte der Hersteller in die Inspektionsanleitung schreiben, aber spätestens bei der Erstinspektion müssen solche kritischen Stellen erkannt werden, und je nach Belastung die Inspektionsintervalle –  abhängig von der Nutzerzahl – festgelegt werden. Vor allem müssen die Stellen bekannt sein, die inspiziert werden müssen.

Dieses Bauteil weist zwei Knicke auf, die überprüft werden müssen. (Sichtprüfung). Zum Beispiel bei zu erwarteten 12 kN alle 5000 Teilnehmer. Dabei wird genau auf die Knicke geschaut.

Mythos von Haarrissen: 
„Mein Karabiner ist aus 10 Metern auf den Boden gefallen. Muss ich ihn wegwerfen, da sich Haarrisse gebildet haben können?“ Solche Fragen kommen regelmäßig alle 3 Monate in den diversen Streams vor. Die Antworten sind immer gleich: Ein Teil sagt: Wegwerfen, ein anderer: Das ist ein Mythos.
Ich sage: Mythos. Checken ob er funktioniert, Sichtkontrolle, dann weiter verwenden. Haarrisse entstehen nicht durch einen einmaligen Stoß, sondern durch Dauerschwellbelastung. Also: Reden wir weiter, wenn er mehrere tausend Male auf die gleiche Stelle runtergefallen ist.

Der Unterschied zwischen Biegefestigkeit und Dauerfestigkeit: Die Biegefestigkeit ist eine Unterkategorie der Dauerfestigkeit. Hier ist die Belastungsrichtung seitlich, was aber einen ähnlichen Effekt hat: An der Außenseite der Biegung, wo wechselweise Beanspruchungen sind, entstehen Risse. Man kennt das vom Stahldraht: Abreißen? Mit der Schere schneiden? Unmöglich. Aber durch Hin- und Herbiegen kann man ihn brechen. Das gleiche passiert bei einem Stahlseil, nur dass man anders als beim Blumendraht öfter als 20 Mal biegen muss: Zwischen 5.000 und 10.000 Mal biegen brauchts hier, bis das Seil erheblich geschädigt ist. Ein Stahlseil kann durch die normale Nutzung brechen.

In einer Versuchsanordnung wurde ein Stahlseil mit 80 kg belastet und wieder entlastet. Dadurch wird das linke Seil in ca. 45 Grad gebogen, was ein realistischer Winkel ist.

Nach 10.000 Zyklen (was einer Nutzung durch 10.000 Teilnehmer entspricht), sieht man leichte Schäden: Ein Draht ist „lose“. Wenn man die Klemme öffnet, sieht man, dass einige Drähte gebrochen sind. Aber erst wenn man das Stahlseil knickt, sieht man den Schaden.

Das ist aber noch nicht das ganze Bild: Im Zugversuch zeigt sich, dass das Seil erheblich geschwächt ist: Obwohl nur 1/4 der Drähte gebrochen ist, hält das Seil mit 29 kN nur mehr die Hälfte der Bruchlast eines unversehrten Seils.

Typische Dauerknickstelle beim Expoglider, wo die Hülse links fixiert ist und das Stahlseil bei jeder Benützung an der Kante geknickt wird.

Gewinde(stangen) sind besonders anfällig auf Biegebelastung, da die Gewinde als Kerben wirken. Kerben erhöhen die Gefahr des Haarrisses. Wenn man eine Holzstange brechen möchte geht das leichter, wenn man eine Kerbe macht. Ringmuttern erhalten ihre Festigkeit dadurch, dass sie mit hohem Anpressdruck auf der Wand aufsitzen. Bei Holz oder wie hier im Bild Putz ist das nicht möglich. Bei seitlicher Belastung wird die Gewindestange, die die Mutter hält, gebogen. Wenn die Belastung zu groß ist, entsteht ein Haarriss und schließlich der Bruch.

Dies ist das Bild eines typischen Ermüdungsbruches. Der obere Teil ist der Haarriss, der sich langsam ausgebreitet hat, bis die untere Fläche zu klein war, um die Belastung zu halten und es kam zum Scherbruch. Aus diesem Grund müssen Gewindestangen in Holz, die seitlich belastet werden, stark überdimensioniert werden.

Hier ist ein langer Hebel. Wenn diese Gewindestange nur statisch belastet wird, gibt es kein Problem. Wenn Schwingbelastungen auftreten (beim Belasten beobachten, ob die Stange gebogen wird), dann wäre ein Backup dringend angeraten. Der Haarriss könnte sich nämlich dort entwickeln, wo man ihn nicht sieht.

Verrottung kann man durch Klopfen auf das Bauteil (Mast, Pfosten, etc) feststellen. Der Unterschied zwischen festem Holz und Verrottetem ist mit etwas Übung und Einschulung deutlich zu hören. Durch den Klopftest kann man jedoch den Zustand nur grob abschätzen. Sobald ein Bauteil „hohl“ klingt, muss man weitere Tests durchführen, z.B. die Bohrwiderstandsmessung oder einen Belastungstest. Vor allem Fichtenholz fault zuerst innen. Von außen kann der Pfosten noch gut aussehen, aber der Klopftest entlarvt sofort den hohlen Kern.

Ein Hammer mit einer guten Spitze ermöglicht das Erforschen von morschen Stellen.

Ergänzen kann man den Klopftest durch den Koch-Test (benannt nach Markus Koch): Mit einem abgesägten Schraubenzieher oder einem Durchstoßer kann man den Eindringwiderstand gut abschätzen und so die feste Kruste durchstoßen.

Um Bohrwiderstandsmessungen durchzuführen benötigt man ein spezielles Gerät sowie eine Ausbildung. Deswegen wird hier nicht auf Details eingegangen.

Es wird ein 3 mm dicker Bohrer in das Bauteil gebohrt. Dabei wird der Bohrwiderstand gemessen und grafisch dargestellt. Dadurch kann man die innere Verrottung feststellen und auch an Stellen messen, wo man sonst nicht dazukommt, z.B. unter Plattformen oder bei einbetonierten Pfosten

  Die Sichtprüfung ist der wichtigste Teil jeder Inspektion. Hier geht es um mehr oder weniger offensichtliche Dinge. Als erstes verschafft man sich einen Überblick: Sieht man eine Veränderung? Schief stehende Masten oder Bäume? Ein automatischer Blick geht alle Bauteile „oberflächlich“ durch. Wichtig ist jedoch eine Kenntnis der kritischen Punkte, denn die muss man eingehend inspizieren, möglicherweise sogar zerlegen. Eine Klemme kann z.B. sehr harmlos aussehen. Nur bei genauem Hinsehen sieht man, dass ein Draht „lose“ ist. So etwas könnte ein Alarmzeichen sein.

Hier ist schon die Mutter locker. Das sieht man auch ohne es mit dem Drehmomentschlüssel überprüfen zu müssen. Ein geübtes Auge sieht sofort, dass diese Klemmen nicht angezogen sind. Der Knick im Stahlseil ist praktisch nicht vorhanden. So etwas fällt bei der Sichtprüfung auf und wird mittels Schlüssel überprüft. Oder in die Maßnahmen als Auftrag geschrieben.

Das Drehmoment wird mit dem Drehmomentschlüssel kontrolliert. Grundregel: Im Zweifelsfall etwas fester anziehen.

Eine korrodierte Mutter wird mit dem Drehmomentschlüssel getestet:

1. Lässt sich die Mutter bewegen?
2. Lässt sich das Drehmoment etwas erhöhen?

Mutter lässt sich nicht bewegen oder dreht durch à austauschen

Funktionsprüfung bedeutet, den Seilgarten und seine Elemente so zu begehen, wie es ein Teilnehmer tun würde. Dabei werden typische Fehlhandlungen einkalkuliert. In Ausnahmefällen kann man auch eine andere Person eine Übung machen lassen und als Inspektor diese Person beobachten.

Eine ungeklärte Diskussion ist, ob man Missgeschicke oder vorsätzliche Fehlbenutzung auch einkalkulieren muss. Ich meine nein, weil das dem Grundprinzip des Seilgartens entspricht. Selbst auf Hochschaubahnen darf man nicht alles, zum Beispiel Bierflaschen runterschmeißen.

Bei einem Gerichtsprozess klagte ein Nutzer, der auf einer Zipline gegen einen gepolsterten Baum geknallt ist, dass der Baum zu nahe steht. Er behauptete, „ausgerutscht“ oder „gestolpert“ zu sein. Sehr wahrscheinlich ist er absichtlich seitlich weggesprungen. Egal, denn im beklagten Seilgarten ist Sitzstart vorgeschrieben, somit kann man beim Wegspringen nicht stolpern oder seitlich springen. Er bekam teilweise recht.

Belastungstests können überall dort zur Geltung kommen, wo man nicht anders die Tragfähigkeit oder Integrität eines Bauteils feststellen kann. Hier sind aber besondere Kenntnisse notwendig. Einfach mit X kN belasten und gut ists – das funktioniert so nicht. Man muss auch die weitere Verschlechterung durch Zeit oder Nutzer einkalkulieren usw.

Siehe Anhang A

Beispiele. Wo ein Belastungstest sinnvoll sein kann:

• Es sind Bauteile mit unbekannter Tragkraft verbaut.
• Ein Bauteil kann verborgen sein, so dass man den Zustand nicht sehen kann (Gewindestange in Holz). Erdanker auszugraben ist weder angemessen noch sinnvoll.

Der Zustand eines Bauteils kann realistisch gesehen nicht überprüfbar sein (z.B. Verrottung von Masten)

• Es bestehen Zweifel über die Homogenität eines Bauteils.

In solchen Fällen müsste man den Seilgarten als nicht betriebssicher einstufen und eine Sperrung empfehlen. Durch einen Belastungstest besteht die Möglichkeit, dennoch den Seilgarten „freizugeben“.