Tauwerk verbindet: Von Festmachern, Reckern und Schleppseilen

Viele bekannte Familiennamen sind aus Berufsbezeichnungen hervorgegangen: Nicht nur Meier, Müller und Schulze, sondern auch Bäcker, Kellner, Richter, Schäfer, Weber und Zimmermann. Zu den ältesten Berufsnamen dürfte neben Bauer, Fischer und Jäger auch Seiler gehören, denn Seile aus Flachs oder Hanf waren schon im Mittelalter weit verbreitete Gebrauchsgegenstände. Sie wurden genutzt, um Wasser mit Eimern aus Brunnen zu schöpfen, Glocken zu läuten und Baumaterial für Türme, Burgen und Stadtmauern in die Höhe zu ziehen. Auch auf Segelschiffen waren Seile unverzichtbar – und sind es bis heute. Ohne sie könnte kein Mast stabilisiert, kein Segel gesetzt und kein Anker geworfen werden.

Tauwerk verbindet - Seiler - Ernst Russ AG
Quelle: Gleistein

„Noch vor 100 Jahren war ein Seil wie das andere“, erklärt Jan Paul, Marketing Manager bei Gleistein Ropes, dem ältesten industriellen Familienunternehmen der Hansestadt Bremen, das seit 1824 Tauwerk für die Schifffahrt herstellt. „Es gab nur Naturfasern wie Hanf und Manila, die sich von der Festigkeit her kaum unterschieden, und es gab nur ein Konstruktionsprinzip. Heute kann man eine Vielzahl von möglichen Rohstoffen mit einer Vielzahl von möglichen Konstruktionen kombinieren und in Handarbeit durch Konfektionierung aus einem Industrieprodukt ein maßgeschneidertes machen.“ Entscheidend sei, welche Aufgabe das Seil erfüllen soll.

Drahtseil oder Faserseil?

Um große Lasten zu heben, werden seit der Antike Flaschenzüge eingesetzt – eine Kombination von Rollen und einem Seil, bei der die Rollen so angeordnet sind, dass die Last an mehreren Teilen des tragenden Seils hängt. Der griechische Philosoph Plutarch berichtet, dass Archimedes mit Hilfe von Flaschenzügen und seiner eigenen Körperkraft ein beladenes Kriegsschiff aus dem Arsenal des Königs gezogen haben soll.

Archimedes hat ein Faserseil benutzt, heutige Krane und Containerbrücken arbeiten mit Drahtseilen. Das hat zwei Gründe: Drahtseile sind gedreht, Faserseile hingegen sind geflochten und jedes Geflecht besteht aus Verkreuzungen, die sich beim Lauf über Rollen zerreiben. Zwar bewegen sich auch die Drähte in einem Drahtseil unter Last, sie können aber geschmiert werden, um ein Durchscheuern zu verhindern. Entscheidend jedoch ist, dass Drahtseile sich bei Belastung nicht dehnen. Das sorgt z.B. dafür, dass Container beim Be- und Entladen nie schief hängen.

Um ein Schiff sicher an einer Kaimauer zu vertäuen, sind Drahtseile dagegen ungeeignet. „Ein Festmacherseil muss die Bewegungen des Schiffes abfedern, die sich aus Wind, Wellen und Tidenhub ergeben. Es muss immer mitgehen, sonst reißt es entweder die Beschläge kaputt oder das Seil. Hier nützt ein Stahlseil nichts, denn es ist wie eine Stange und kann sich nicht dehnen“, sagt Jan Paul. Um diese so genannten Schwelllasten aufzufangen, verwendet man deshalb dehnbare Faserseile.

Eine Frage der Chemie

Bis zur Mitte des letzten Jahrhunderts wurden Faserseile überwiegend aus Manilahanf und Sisal hergestellt, dann wurden die Naturfasern durch Chemiefasern ersetzt. Sie weisen nicht nur eine höhere Festigkeit auf, sondern sind auch widerstandsfähiger gegenüber Temperaturschwankungen, Luftfeuchtigkeit, Reibung und Meerwasser.

Bei Gleistein arbeitet man heute sowohl mit hochfesten Rohstoffen wie Polyamid, Polyester und Polypropylen als auch mit hochmodularen Fasern wie Aramid, LCP (flüssigkristalline Polymere) und HMPE (hochmodulares Polyethylen), die unterschiedliche chemische und physikalische Eigenschaften aufweisen.

Chemiefasern, die im Prinzip endlos lang sein können, bezeichnet man als Filamente. Verdreht man mehrere Filamente mit einander, entsteht ein Garn. Mehrere Garne – in Gegenrichtung mit einander verdreht – werden zu Zwirn. Bei jeder „Verdrehungstufe“ wächst der Strang und stabilisiert sich der runde Querschnitt. Setzt man den Prozess fort, erhält man Litzen, aus denen dann Seile geschlagen (d.h. gedreht) oder geflochten werden.

Bei geflochtenen Seilen unterscheidet man z.B. zwischen Rundgeflecht, Hohlgeflecht, Spiralgeflecht, Kern-Mantel-Geflecht, Quadratgeflecht und Mehrkerngeflecht. Jedes Geflecht hat seine spezifischen Vorteile und Anwendungsbereiche.
„Die Chemiefasern sind ganz normale Ware“ erläutert Jan Paul. „Hochfest klingt zwar nach Höchstleistung, ist aber eigentlich ein Brot-und-Butter-Produkt. Interessanter sind die hochmodularen Fasern, deren Molekularstruktur beim Ausspinnen so optimiert wird, dass die Polymerketten in Faserrichtung liegen. Auf diese Weise kann man Festigkeiten erreichen, die mit denen von Stahl vergleichbar sind und sie sogar übertreffen.“

Tauwerk - Seiler - Ernst Russ AG
Quelle: Gleistein

Ende gut, alles gut

Zieht ein Schlepper ein Schiff in den Hafen, muss das Schleppseil sowohl auf dem Schiff als auch auf dem Schlepper sicher befestigt werden. Knoten kommen dafür nicht in Frage. Ein Knoten schwächt die Zugkraft des Seils um ca. 50 Prozent, weil es zu sehr engen Knicken kommt, bei denen die inneren Fasern entlastet und die äußeren überlastet werden. Stattdessen werden die beiden Seilenden verspleißt, d.h. das Seil wird in Handarbeit an beiden Enden in Litzen aufgelöst, die ebenfalls von Hand wieder in das Seil eingefügt werden. Die Qualität dieser Endverbindungen entscheidet mit darüber, ob das Seil die erwünschte Zugkraft tatsächlich erbringen kann.

Der große Vorteil des Spleißens besteht darin, dass es einen Übergang von ‚weich’ in ‚weich’ ermöglicht und das Seil im Auge doppelt liegt. Da die Endverbindungen starken Abriebbelastungen ausgesetzt sind, werden sie durch Schläuche geschützt, die vor dem Spleißen von Hand aufgezogen werden. Auch die Seile selbst können maschinell mit einem Schutzmantel umflochten werden, um deren Lebensdauer zu verlängern.

Das Schleppseil muss immer zum Schlepper passen

Wie ist es möglich, dass vergleichsweise kleine Schlepper riesige Bohrinseln an ihren Bestimmungsort ziehen können und welche Seile benötigt man dafür? „Ein Schlepper ist wie ein Traktor“, erklärt Jan Paul. „Er hat eine Zugkraft, die durch seine Maschine bestimmt und begrenzt wird. Eine höhere Last wird also niemals auf das Seil wirken können. Das Gewicht der Bohrinsel spielt dabei keine Rolle. Sie ist kein Klotz, der fest auf dem Boden ruht, sondern sie schwimmt und bei schwimmenden Objekten gibt es keine Losbrechkraft (Kraft, die benötigt wird, um eine Lagerung von einem statischen in einen dynamischen Zustand zu überführen).

Theoretisch könnte man die Bohrinsel auch mit einem Ruderboot ziehen, es dauert nur viel länger. Dafür braucht man auch kein dickes Seil, weil die Kraft des Ruderers begrenzt ist. Das Schleppseil muss also immer zum Schlepper passen, nicht zu dem Objekt, das gezogen werden soll.“

Schleppseile und Festmacher

Schleppseile müssen eine hohe Bruchlast haben – das ist die Kraft, die im geraden Zug maximal auf ein Seil ausgeübt werden kann, bevor es reißt. Schleppseile sollen sich unter Last nur minimal dehnen, eine gute Abriebbeständigkeit haben, UV-beständig sein – und schwimmfähig.

Festmacher dagegen sollen Stöße und Schwelllasten abfedern, d.h. sie müssen dehnbar sein. Bei Gleistein hat man eine andere Lösung entwickelt: Man kombiniert die Festmacher mit einem so genannten Recker, einem kurzen Seil von 11 Metern Länge, das die Aufgabe des Dehnens übernimmt. „Auf diese Weise kann das hochwertige Festmacherseil viel leichter und viel schlanker sein. Das erleichtert das Handling und der Platzbedarf ist geringer. Entscheidend ist aber der Kostenvorteil“, sagt Jan Paul. „Es ist viel günstiger, einmal pro Jahr den Recker auszutauschen als den Hauptfestmacher. Ein Seil, das nicht ständig arbeitet, sondern nur Kraft überträgt, altert kaum und kann bis zu 20 Jahre lang eingesetzt werden.“

Tauwerk verbindet - Seiler - Ernst Russ AG
Quelle: Gleistein

Innovationen sind wichtig

Mit Lösungen dieser Art können sich mittelständische Unternehmen im Wettbewerb mit den Konkurrenten aus Asien am Markt behaupten. Dazu gehören auch Entwicklungen im Bereich der Recktechnologie. Dabei macht man sich zunutze, dass sich die Eigenschaften von Faserrohstoffen ändern, wenn man ein Seil bei Temperaturen zwischen 137 und 140 Grad Celsius unter eine kontrollierte Vorspannung setzt und reckt. Bei bestimmten Flechtkernen können die Bruchlast und das Dehnungsverhalten auf diese Weise deutlich verbessert werden.

Kunstprojekte mit Christo und Jeanne-Claude

Auch wer nichts mit der Schifffahrt zu tun hat, wird Seile von Gleistein zumindest auf Fotos gesehen haben: Als Christo und Jeanne-Claude im Jahr 1995 den Berliner Reichstag verhüllten, wurde das Polypropylengewebe mit speziell für diese Anwendung gefertigten Seilen festgezurrt. 2013 kam es zu einer erneuten Zusammenarbeit, als Christo im Gasometer Oberhausen einen riesigen weißen Ballon aufblasen ließ. Das „Big Air Package“ wurde von 4.500 Metern Seil aus Bremen in Form gehalten.

Zurück