Eine Tragfähigkeit ist eine Erlaubnis, keine Vorhersage

Die Definition leistet die Arbeit

EN 13414-1 behandelt Anschlagseile aus Stahldrahtseilen, und ihr Abschnitt mit Begriffen definiert die Größe, die alle zitieren:

Zwei Wörter tragen die ganze Bedeutung. Masse, nicht Kraft: Es geht darum, was man daran hängen darf, ausgedrückt in den Einheiten der gehobenen Last. Und darf, nicht kann. Es ist eine Erlaubnis, und Erlaubnisse stammen aus Dokumenten, nicht aus Werkstoffen.

Lesen Sie die ursprüngliche Frage vor diesem Hintergrund. „Sie hält doch sicher mehr als fünf Pfund“ (sinngemäß übersetzt) ist fast sicher richtig und völlig nebensächlich. Niemand hat behauptet, sie breche bei fünf. Die Zahl gibt an, wofür das Produkt verwendet werden darf, und der Streit im Thread darüber, ob Ermüdung von der Spannung oder von der Kraft bestimmt wird, berührt das nie, denn eine Erlaubnis ist keine Versagensrechnung.

Der Koeffizient steht im Anwendungsbereich, und er ist nie zweimal derselbe

Dieselbe Norm sagt im Anwendungsbereich, vor jeder Tabelle, woher ihre Zahlen kommen: Die Norm geht von einem Arbeitskoeffizienten, also einem Sicherheitsfaktor, von fünf aus. Der nächste Satz zieht die Grenze, die zeigt, dass es eine echte Bedingung und kein Schlagwort ist: Das Dokument gilt nicht für Einweganschlagseile, also Einmalanschlagseile, mit einem Arbeitskoeffizienten unter fünf. Ein anderer Koeffizient macht daraus ein anderes Produkt außerhalb dieser Norm.

Drei Produkte für dieselbe Aufgabe, drei verschiedene Zahlen. Das ist der Teil, den man behalten sollte, denn er schließt die naheliegende Erklärung aus. Wäre der Koeffizient eine Rechnung über Spannungen, würde er sich nicht mit dem Werkstoff des Anschlagmittels ändern. Was sich über diese drei Zeilen ändert, ist, wie das Produkt versagt und wie viel von diesem Versagen man kommen sieht. Ein Kettenglied verformt und verschleißt auf eine Weise, die eine Lehre erfasst. Ein Hebeband kann eingeschnitten, abgerieben oder durch UV-Strahlung geschädigt werden, ohne dass viel zu sehen ist. Der Koeffizient bezahlt für das, was das Produkt verbergen kann.

Und eine Norm für Verbindungselemente gibt Ihnen nichts davon

Hier hört es auf, das Fachgebiet anderer zu sein. Suchen Sie die Tragfähigkeit einer Schraube, und es gibt keine. ISO 898-1 nennt Prüfkraft, Streckgrenze und Zugfestigkeit, also Eigenschaften, die in einer festgelegten Prüfung am Teil gemessen werden, und ihr Anwendungsbereich schließt Scherung, die Beziehung zwischen Drehmoment und Klemmkraft sowie das Ermüdungsverhalten ausdrücklich aus. Was die beiden Ziffern auf dem Kopf tatsächlich versprechen, steht unter 8.8 oder A2-70.

Dieses Fehlen ist der Grund, warum so viele Seiten hier mit demselben Satz enden. Eine Mindest-Doppelscherfestigkeit ist kein Bemessungswert, siehe nur einer dieser beiden Stifte hat eine Nenn-Scherlast. Eine Mutternklasse beschreibt die Mutter und nicht die Verbindung, siehe die Mutter hat eine Zahl. Die Prüfkraft einer Schweißmutter wird mit entfernten Schweißbuckeln und an einer nirgends angeschweißten Mutter geprüft, siehe eine Schweißmutter hat keine Festigkeitsklasse.

Die Zahl muss also aufgebaut und benannt werden

Wenn eine Schraubenverbindung einen zulässigen Wert braucht, erstellt ihn jemand, von der Prüfkraft oder Streckgrenze abwärts über die Dinge, die die Norm nicht abdeckt. Wer das tut, wählt einen Koeffizienten auf dieselbe Weise, wie EN 13414-1 fünf gewählt hat, und die nützliche Disziplin besteht darin, aufzuschreiben, welchen dieser Punkte er abdecken sollte.

• Was das Anziehen tatsächlich erreicht hat. Die Streuung der Vorspannkraft ist in den meisten Schraubenverbindungen der größte Einzelterm, und sie ist keine kleine Korrektur.
• Was nach der Montage verloren geht. Setzen und Relaxation nehmen Klemmkraft weg, bevor irgendeine Betriebslast auftritt.
• Ob die Last ruhend ist. Eine veröffentlichte Dauerfestigkeit ist eine Prüfkonvention und kein Versprechen, siehe die Dauerfestigkeit ist eine Prüfkonvention.
• Ob das Teil geprüft werden kann. Das ist der Punkt, der die dreizeilige Tabelle oben erklärt, und meist der, den niemand aufschreibt.
• Wo die Norm aufhört. Temperatur, Korrosion und Stoß liegen nach eigener Aussage außerhalb des Anwendungsbereichs der meisten Normen für Verbindungselemente, siehe wo Normen aufhören.

Hatte der Fragesteller mit den Juristen also recht?

Teilweise, und die ehrliche Antwort ist interessanter als ein Ja oder Nein.

Die Branche hat die Wörter tatsächlich geändert. Der ältere Begriff war safe working load, und er wurde zugunsten von working load limit aufgegeben, weil „safe“ wie eine Garantie für einen Vorgang klingt und nicht wie eine Grenze für ein Produkt, und weil eine SWL vor Ort angepasst werden konnte, während eine WLL ein fester Wert ist, der an einen genannten Koeffizienten gebunden ist. Das haben wir aus Zusammenfassungen und nicht aus einem Normabschnitt, behandeln Sie es also als die übliche Darstellung, nicht als Zitat.

Aber die Änderung hat die Zahl ehrlicher gemacht, nicht weniger ehrlich. Eine Grenze, die sagt, dass sie eine Grenze ist, und eine Definition, die darf sagt, geben beide zu, was die Zahl ist. Das Misstrauen des Fragestellers hätte die Fassung verdient, die sich selbst sicher nannte.

Warum gerade diese Ringschraube mit fünf Pfund bewertet ist, ist eine Frage zu genau diesem Produkt, und seine Spezifikation liegt uns nicht vor. Allgemein gut zu wissen: Eine Bewertung gehört zu einem bestimmten Teil, das nach einer bestimmten Norm hergestellt ist; eine gebogene Öse, die nicht verschweißt oder geschlossen geschmiedet ist, ist ein anderes Teil als eine Ringschraube zum Heben; und bei jeder Hebeöse verändert der Zugwinkel, was zulässig ist. Geht es ums Heben, ist das maßgebende Dokument das für dieses Produkt und nicht diese Seite.

Berichtigung, später ergänzt. Die beiden Bemerkungen oben waren beim Schreiben dieser Seite ohne Quelle. Eine davon lässt sich inzwischen belegen und ist schärfer, als wir sie formuliert hatten. ISO 3266 schließt Ringschrauben aus, die nicht aus einem Stück geschmiedet sind, und definiert die Tragfähigkeit einer Ringschraube als die Masse, die sie entlang ihrer Mittelachse tragen darf; die Zahl war also axial, bevor irgendein Winkel darauf angewandt wurde. Beide Sätze werden in die Tragfähigkeit einer Ringschraube ist entlang ihrer Mittelachse definiert gelesen. Die Abminderung für einen Schrägzug liegt weiterhin außerhalb der kostenlosen Vorschau, und wir zitieren weiterhin keine.

Wie man eine Bewertung liest, die man vorgelegt bekommt

• Fragen Sie, welche Norm sie festgelegt hat. Eine Zahl ohne Dokument dahinter ist eine Werbeangabe, und der verwendete Koeffizient ist nicht zu ermitteln.
• Fragen Sie, wie groß der Koeffizient war. Er steht oft im Anwendungsbereich statt in den Tabellen, und er unterscheidet sich je nach Produktfamilie aus Gründen der Prüfbarkeit und Beschädigung, nicht der Spannung.
• Vergleichen Sie nicht über Produktfamilien hinweg. Ein Seil mit 1.700 lb und eine Rolle mit 750 lb haben keine vergleichbaren Reserven, weil ihre Normen nicht denselben Koeffizienten gewählt haben.
• Bei Verbindungselementen erwarten Sie überhaupt keine Bewertung, und rechnen Sie damit, den zulässigen Wert selbst aus einer Prüfkraft und einer Liste dessen aufzubauen, was die Norm nicht abgedeckt hat.

Dieser Beitrag gehört nicht zu nur einem der sechs Schritte. Er betrifft mehrere Schritte oder Vorgänge nach der Montage. Die zugrunde liegenden Entscheidungen stehen im englischen Beitrag Specifying a screw.

Häufige Fragen

Was bedeutet Tragfähigkeit (working load limit) eigentlich?

EN 13414-1 definiert die Tragfähigkeit eines Anschlagseils als die größte Masse, die ein Anschlagseil im allgemeinen Betrieb tragen darf. Zwei Wörter zählen: Masse statt Kraft und darf statt kann. Es ist eine Erlaubnis, die eine Norm an ein Produkt knüpft, keine Vorhersage der Last, bei der das Produkt bricht.

Warum haben verschiedene Produkte verschiedene Sicherheitsfaktoren?

Weil der Koeffizient in jede Produktnorm geschrieben ist und die Normen Verschiedenes abdecken. EN 13414-1 nennt in ihrem Anwendungsbereich einen Arbeitskoeffizienten von fünf für Anschlagseile aus Stahldrahtseil. Ketten- und Textilanschlagmittel haben andere Werte. Wäre die Zahl eine Rechnung über Spannungen, würde sie sich nicht mit dem Werkstoff ändern; tatsächlich bezahlt sie dafür, wie jedes Produkt versagt und wie viel von diesem Versagen sichtbar ist, bevor es eintritt: Ein Kettenglied verformt sich und lässt sich lehren, ein Hebeband kann eingeschnitten oder durch UV-Strahlung geschädigt werden, ohne dass viel zu sehen ist.

Wie hoch ist die Tragfähigkeit einer Schraube?

Es gibt keine. ISO 898-1 nennt Prüfkraft, Streckgrenze und Zugfestigkeit, also Eigenschaften, die in einer festgelegten Prüfung am Teil gemessen werden, und ihr Anwendungsbereich schließt Scherung, Drehmoment und Klemmkraft sowie Ermüdung aus. Ein Anschlagseil ist ein fertiges Produkt, das auf eine erkennbare Weise verwendet wird, daher kann eine Norm eine Masse dafür zulassen. Eine Schraube ist ein Bauteil in einer Verbindung, die jemand anderes konstruiert, daher muss der zulässige Wert für diese Verbindung aufgebaut werden, statt mit dem Teil geliefert zu werden.

Ist safe working load dasselbe wie working load limit?

Beide meinen dieselbe Idee, und die Terminologie ist vom einen zum anderen gewandert. Die übliche Darstellung lautet, dass „safe“ gestrichen wurde, weil es wie eine Garantie für einen Vorgang klingt statt wie eine Grenze für ein Produkt, und weil eine safe working load vor Ort angepasst werden konnte, während ein working load limit ein fester Wert ist, der an einen genannten Koeffizienten gebunden ist. Das haben wir aus Zusammenfassungen und nicht aus einem Normabschnitt, behandeln Sie es also als die übliche Darstellung, nicht als Zitat.

Kann ich die Reserve zweier verschiedener Produkte anhand ihrer Bewertungen vergleichen?

Nicht direkt, und genau hier ging die ursprüngliche Frage auf lehrreiche Weise schief. Ein Seil mit 1.700 lb und eine Rolle mit 750 lb haben keine vergleichbaren Reserven, weil die Normen dahinter nicht denselben Koeffizienten gewählt haben. Wer Bewertungen über Produktfamilien hinweg vergleicht, vergleicht zwei verschiedene Erlaubnisse und nicht zwei Tragvermögen.

Quellen

• EN 13414-1 — Anschlagseile aus Stahldrahtseilen, Sicherheit, Anschlagseile für allgemeine Hebezwecke; Abschnitt 1 Anwendungsbereich mit dem Arbeitskoeffizienten von fünf und 3.3 mit der Definition der Tragfähigkeit
• ISO 898-1 — mechanische Eigenschaften von Schrauben und Stiftschrauben; Prüfkraft, Streckgrenze und Zugfestigkeit sowie die Ausschlüsse im Anwendungsbereich

EN 13414-1 wurde aus einer öffentlich zugänglichen Vorschau der SIST-Übernahme gelesen, die den Anwendungsbereich sowie die Begriffe vollständig enthält; der Arbeitskoeffizient von fünf, der Ausschluss von Einweganschlagseilen unter diesem Koeffizienten und die Definition der Tragfähigkeit sind alle aus diesen Seiten zitiert. Die Koeffizienten für Anschlagketten und Hebebänder stammen aus Zusammenfassungen in Normenverzeichnissen und Lieferantenunterlagen, nicht aus von uns gelesenen Abschnitten, und die Tabelle oben kennzeichnet sie entsprechend. Auch die Darstellung, dass safe working load zugunsten von working load limit aufgegeben wurde, stammt aus Zusammenfassungen. Die Bemerkungen zu Ringschrauben waren beim Schreiben dieser Seite allgemeine Ingenieurpraxis und keine Anforderungen; zwei davon wurden inzwischen in einem späteren Artikel aus ISO 3266 belegt, auf den der Berichtigungsabsatz oben verlinkt; ein Abminderungsfaktor für Schrägzug wird weder hier noch dort zitiert. Über das konkrete Produkt im Ausgangsthread wird keine Schlussfolgerung gezogen, weil uns seine Spezifikation nicht vorliegt. Die Ausschlüsse im Anwendungsbereich von ISO 898-1 entsprechen dem, was auf unseren eigenen Seiten festgestellt und dort seinerzeit an der Norm geprüft wurde.