Warum Drahtseile von Schachtförderanlagen versagen: Ermüdung, Verschleiß, Korrosion und Lastumlagerung

Ein Förderseil ist kein massiver Stahlstab. Es ist eine bewegte Baugruppe aus schraubenförmig verseilten Drähten und Litzen. In jedem Förderzyklus tragen diese Elemente wechselnde Zugkräfte, biegen sich über Seilscheiben oder auf Trommeln, verdrehen sich, drücken gegen benachbarte Drähte und führen kleine Relativbewegungen aus. So entsteht ein verteiltes mechanisches System, in dem Schäden an einer Oberfläche, einem inneren Kontakt, einem Korrosionsnarben oder einem örtlichen Fehler beginnen können, bevor sie am ganzen Seil sichtbar werden.

Der endgültige Bruch zeigt daher nicht zwingend die auslösende Ursache. Fortschreitender Verschleiß, Ermüdung, Korrosion oder frühere Drahtbrüche können die wirksame Tragfähigkeit verringern. Versuche an ganzen Seilen zeigen zudem, dass Verschleiß und Drahtbrüche die Last so umlagern können, dass die verbleibenden Drähte schließlich durch duktile Überlast versagen. Umgekehrt kann eine schwere einmalige Überlast, ein Versagen der Seilendverbindung oder eine Werkstoffabweichung zu einem anderen Ablauf führen. Um das Versagen von Förderseilen zu verstehen, muss man daher den auslösenden Schädigungsmechanismus von der Schadensausbreitung, dem Verlust an wirksamem Querschnitt und der endgültigen Bruchart unterscheiden. (Schrems, 1994; Chang et al., 2019; Zhang et al., 2017; Singh, Mallick and Verma, 2016)

Wie die Belege geprüft wurden

Dieser Artikel ist eine forschungsbasierte technische Übersicht, keine systematische Übersichtsarbeit, Metaanalyse oder erschöpfende Literaturrecherche. Gezielte Suchen erfolgten über Verlags- und DOI-Einträge zu Dynamik von Schachtförderanlagen, Reibkorrosion von Drahtseilen, Biegeermüdung, Verschleiß, Korrosionsermüdung, Torsion, Lastumlagerung bei Drahtbrüchen, Schadensanalysen, elektromagnetischer Prüfung und Restfestigkeitsprüfungen. Suchen und Normenprüfung wurden am 3. September 2026 abgeschlossen. Vorrang hatten begutachtete Originalstudien, bergbauspezifische Belege, Versuche an ganzen Seilen und Schadensfälle aus dem Betrieb; Versuche an Einzel- und Mehrdrahtproben wurden nur für Aussagen auf Mechanismusebene herangezogen. Offizielle Katalogeinträge von ISO und BSI, der aktuelle eCFR-Text, MSHA-Material, HSE-Leitlinien aus dem Vereinigten Königreich und der im April 2026 genehmigte NSW-Code wurden gesondert geprüft.

Zu den repräsentativen Suchkombinationen gehörten „mine hoist wire rope“, „mine winding rope fatigue“, „wire rope fretting“, „mine rope corrosion fatigue“, „wire rope bending fatigue“, „Koepe rope NDT“, „broken wire load redistribution“, „mine shaft rope inspection“ und „mine hoisting rope failure analysis“. Studien wurden aufgenommen, wenn sie direkt zu Förderdynamik, Schädigungsmechanismen von Seilen oder Drähten, Schadensuntersuchung, Inspektion oder Interpretation der Restfestigkeit beitrugen. Allgemeine Drahtseilstudien wurden nachrangig behandelt, außer wenn bergbauspezifische Belege fehlten oder eine Klärung des Mechanismus nötig war. Literaturverzeichnisse und Zitationspfade relevanter Primärarbeiten wurden selektiv geprüft, um weitere Originalstudien zu finden.

Die Art der Belege wird im Text genannt, weil ein Modell, ein Drahtversuch, ein beschleunigter Versuch am ganzen Seil, ein Schadensfall und ein gesetzlicher Grenzwert unterschiedliche Fragen beantworten. Widersprüchliche Ergebnisse wurden vor dem Hintergrund von Versuchsmaßstab, Belastung, Umgebung und der Frage interpretiert, ob eine Studie Rissentstehung oder Risswachstum gemessen hat. Mehrere zitierte Versuchsarbeiten stammen aus sich überschneidenden Forschungsgruppen der China University of Mining and Technology; sie bilden ein zusammenhängendes Forschungsprogramm, keine mehrfachen unabhängigen Wiederholungen. Unabhängige Schadens-, Feldmess- und Altseil-Befunde aus den USA, Indien, der Türkei, Polen und der Slowakei erweitern diese Basis, beseitigen die Einschränkung aber nicht.

Ein Förderseil erfährt eine Lastgeschichte, nicht eine einzige statische Last

Die nominell angehängte Last beschreibt nicht die gesamte Beanspruchung eines Förderseils. Beschleunigung, Verzögerung, Schwingungen, sich ändernde Hängelänge, Biegung, Torsion und betriebliche Übergänge verändern sowohl die Seilkraft im System als auch die örtlichen Bedingungen an den Drahtkontakten.

Die Systemmodellierung von Wang, Zhang und Ge veranschaulicht den Unterschied zwischen globaler und lokaler Ebene. Für ein bestimmtes Modell einer Kohlenschachtförderung berechneten die Autoren eine dynamische Seilkraft zwischen 0 und 30,9 kN. Daraus leiteten sie ausgewählte Kontaktkräfte zwischen Drähten von 38,3, 60,5, 102,7 und 378 N sowie Relativverschiebungen von 62,5 und 113,2 μm an bestimmten Kontakten ab. Dies waren simulationsbasierte Eingangswerte für anschließende Drahtversuche – keine Feldmessungen, keine Bemessungslasten und keine übertragbaren Grenzwerte für einen anderen Schacht. Ihr Wert ist konzeptionell: Großräumige Förderbewegungen können kleine innere Bewegungen erzeugen, die Reibkorrosion verursachen. (Wang, Zhang and Ge, 2013; Wang et al., 2012)

Die Schachttiefe ist wichtig, weil ein längeres hängendes Seil Eigengewicht hinzufügt und das dynamische Verhalten des Systems verändert. Die Tiefe allein verursacht kein Versagen; sie wirkt zusammen mit Seilmasse, Nutzlast, Fahrprofil, Bauart der Fördermaschine, Geometrie und Betrieb. Längenabhängige Mindestfestigkeitsformeln in Bergbauvorschriften spiegeln dieses sich ändernde Bemessungsproblem wider, doch eine gesetzliche Sicherheitsformel ist keine Vorhersage der Versagenswahrscheinlichkeit eines bestimmten Seils.

Das Einhalten einer nominellen Nutzlastgrenze verhindert daher keine zyklische Schädigung. Der Zustand hängt vom Lastkollektiv und vom System aus Seil und Fördermaschine ab, nicht nur von der größten statischen Last.

Biegung und innerer Kontakt erzeugen wiederholte örtliche Schäden

Ein Seil muss sich über einer Seilscheibe oder beim Auflaufen auf eine Trommel biegen. Diese wiederholte Krümmung erzeugt die primäre Biegung des Seils sowie sekundäre Biege- und Kontaktspannungen auf Drahtebene. Benachbarte Drähte und Litzen drücken und bewegen sich zudem gegeneinander. Diese Mechanismen können gleichzeitig auftreten, daher sollte „Ermüdung“ nicht als ein einheitlicher Vorgang behandelt werden.

In einem beschleunigten Versuch an ganzen Seilen biegten Zhang und Kollegen 6×19-Seile mit Fasereinlage wiederholt über Rollen aus Stahl und modifiziertem Nylon. In dieser Versuchsanordnung erreichte das Seil auf der Rolle aus modifiziertem Nylon mehr als die doppelte berichtete Biegeermüdungslebensdauer des Seils auf der Stahlrolle. Die Studie zeigt, dass Rollenwerkstoff und Kontaktverhalten die Schadensentwicklung verändern können. Sie begründet keinen allgemeinen Lebensdauerfaktor: Seilkonstruktion, Rollendurchmesser und Rille, Last, Geschwindigkeit, Umgebung und die begrenzte Anzahl der Proben schränken die Übertragbarkeit ein. (Zhang et al., 2013)

Ebenso wenig beweist das Ergebnis, dass Kunststoffscheiben grundsätzlich sicherer sind. ISO 4309:2017, die Seile für Krane, Winden und Hebezeuge abdeckt und nicht die Standardnorm für Schachtförderseile ist, warnt, dass Systeme mit ausschließlich Kunststoffscheiben oder Kunststofffuttern und einlagiger Trommelwicklung innere Drahtbrüche ansammeln können, bevor ausreichende äußere Anzeichen erscheinen. Die vertretbare Lehre ist, dass Seil und Scheibe ein wechselwirkendes Kontaktsystem bilden: Eine Änderung von Werkstoff oder Geometrie kann sowohl die Schädigungsrate als auch den Ort verändern, an dem Schäden erkennbar werden. (ISO 4309:2017)

Reibkorrosion: Weniger Reibung oder Schlupf bedeutet nicht zwingend weniger Schaden

Reibkorrosion (Fretting) ist ein Oberflächenschaden durch kleine, wiederholte Relativbewegungen unter Kontaktlast. In einem Seil kann sie zwischen einzelnen Drähten oder zwischen Litzen auftreten. Fretting-Verschleiß trägt Material ab; Fretting-Ermüdung beschreibt Rissentstehung und -wachstum, die durch diesen zyklischen Kontakt begünstigt werden. Fretting-Korrosion umfasst zusätzlich chemische oder elektrochemische Oberflächenreaktionen. Die Begriffe sind verwandt, aber nicht austauschbar.

Bei der Schadensuntersuchung eines drallarmen Skipförderseils aus einem Untertagebergwerk fand Schrems Brüche im Zusammenhang mit Verschleiß zwischen den Litzen und Ermüdung. Die Fraktografie zeigte außerdem, warum die auffälligste Verschleißstelle nicht mit dem genauen Rissursprung übereinstimmen muss: Risse können dort entstehen, wo der örtliche mehrachsige Spannungszustand am schädlichsten ist, auch an einer optisch unauffälligeren Stelle. Dies ist ein einzelner Schadensfall und kein Beleg für eine allgemeine Häufigkeit, aber ein direkter Befund an einem Förderseil, dass sichtbarer Metallverlust allein ein unvollständiger Hinweis auf die Grundursache sein kann. (Schrems, 1994)

Kontrollierte Mehrdrahtversuche von Peng und Kollegen nutzten eine siebendrähtige Litze – sechs Außendrähte mit 1 mm um einen Kerndraht mit 1,1 mm – unter trockenen Laborbedingungen. Bei Erhöhung der Querlast von 80 auf 320 N sank der berichtete stationäre Reibwert von etwa 0,73 auf 0,66, während die maximale Verschleißtiefe von 10,9 auf 23,1 μm und die mittlere Verschleißbreite von 111,5 auf 135,8 μm zunahm. Dies sind berichtete Ergebnisse für die Drahtgeometrie, Zugkraft, Fretting-Amplitude und Umgebung der Studie, keine Betriebsgrenzwerte für Förderseile. Der Versuch stützt eine engere Schlussfolgerung: Ein geringerer gemessener Reibwert kann mit stärkerem Verschleiß einhergehen, weil sich auch Normalkraft, Kontaktspannung und dissipierte Energie ändern. (Peng et al., 2023)

Weitere Mehrdrahtversuche aus derselben Forschungslinie zeigen, dass Frequenz, Drahtzugkraft und Geometrie des schraubenförmigen Kontakts Reibung und Verschleiß verändern können. Diese Studien verbessern das Verständnis der Mechanismen, sollten aber nicht als unabhängige Feldbestätigung gezählt werden, und ihre Prüfstände bilden nicht jeden Kontakt in einem ganzen Seil nach. (Huang et al., 2025)

Die richtige Schlussfolgerung ist nicht, dass weniger Reibung mehr Schaden verursacht. Sondern dass Reibwert oder Relativschlupf allein den Zustand des Seils nicht abbilden können. Auch Kontaktdruck, Spannungsverteilung, Abrieb, Schmierung, die sich entwickelnde Verschleißgeometrie und der Übergang zwischen Haft-, Teilgleit- und Gleitzustand spielen eine Rolle.

Äußerer Verschleiß trägt Metall ab und kann die spätere Ermüdungslebensdauer verkürzen

Äußerer Verschleiß an einer Seilscheibe, Rille oder Kreuzungsstelle einer mehrlagigen Trommel ist nicht nur kosmetisch. Er verringert den metallischen Querschnitt, verändert die örtliche Geometrie, konzentriert Spannungen und stört die Lastverteilung. Durchmesserabnahme, Verlust an metallischem Querschnitt und Restbruchkraft sind verwandte Zustandsindikatoren, aber keine gleichwertigen Messgrößen.

Chang und Kollegen führten eine beschleunigte Studie an einem ganzen 9,3-mm-Transmissionsseil 6×19 mit Fasereinlage durch, dessen anfänglich gemessene Bruchkraft 52,5 kN betrug. Unter der schärfsten berichteten Verschleißfolge Seil–Scheibe sank die Bruchkraft von etwa 48 auf 23 kN und die anschließende Biegewechselfestigkeit von etwa 6.200 auf 200 Zyklen. Diese Werte beschreiben Versuchsendpunkte an einem Prüfstand für kleine Seile mit einer Q235-Scheibe. Sie sind weder erwartete Lebensdauern im Schacht noch Unsicherheitsgrenzen oder Ablegekriterien; die Arbeit belegt nicht, dass bei einem großen Förderseil derselbe prozentuale Verlust auftritt. (Chang et al., 2025)

Im selben Forschungsprogramm verringerte eine Verschleißfolge Seil–Seil die Bruchkraft von etwa 50 auf 46 kN, also weniger als die Folge Seil–Scheibe dieser Studie. Es wäre unzulässig zu verallgemeinern, dass Verschleiß zwischen Seil und Scheibe immer schwerwiegender ist: Die Prüfstände bildeten unterschiedliche Kontakte ab und nutzten unterschiedliche Lasten, Geschwindigkeiten und Kontaktlängen. Der Vergleich gilt nur für die jeweiligen Versuchsanordnungen.

Arbeiten mit kontrolliertem Verschleiß und Finite-Elemente-Analysen haben außerdem gezeigt, dass rillenförmige oder unregelmäßige Verschleißstellen ungleichmäßige Spannungen und Lastverteilungen erzeugen können. Der Schadensfall von Schrems zeigte jedoch, dass der tiefste sichtbare Verlust nicht immer den Ermüdungsursprung markiert. Ein mittlerer Durchmesser kann daher eine tiefe örtliche Verschleißstelle, eine ungünstige Ausrichtung, gehäufte Brüche oder innere Schäden übersehen. (Chang et al., 2019; Schrems, 1994)

Schmierung verändert den Kontaktzustand; sie beseitigt Ermüdung nicht

Eine geeignete Schmierung kann Reibung und Verschleiß verringern und unter geeigneten Bedingungen zum Korrosionsschutz beitragen. Im siebendrähtigen Prüfsystem von Peng und Kollegen lag der stationäre Reibwert mit dem geprüften Öl bei etwa 0,16–0,22 gegenüber etwa 0,58–0,75 im trockenen Zustand. Die berichteten Verschleißbreiten betrugen trocken etwa 160–240 μm, geschmiert etwa 40–120 μm. Auch die beobachteten Mechanismen änderten sich: Trockene Kontakte zeigten abrasiven, adhäsiven und Ermüdungsverschleiß, geschmierte Kontakte überwiegend abrasive und Ermüdungsvorgänge. (Peng et al., 2023)

Dieses Ergebnis zeigt eine Schutzwirkung unter den geprüften Bedingungen, keine allgemeine Schmierstoffspezifikation und kein Nachschmierintervall. Verwendet wurden ein Laborschmierstoff und eine kleine Mehrdrahtprobe, kein Förderseil im Betrieb. Chemie, Viskosität, Auftragsverfahren, Verschmutzung und Verträglichkeit des Schmierstoffs mit Seileinlage und Oberfläche beeinflussen die Wirkung.

Treibscheiben- bzw. Koepe-Förderanlagen bringen eine zusätzliche Bedingung mit sich: Die Treibfähigkeit zwischen Seil und Treibscheibe oder Trommel ist Teil der Systemauslegung. Die HSE-Leitlinien stellen fest, dass äußerlich aufgebrachte Schmierstoffe oder Konservierungsmittel auf Seilen von Treibscheibenanlagen den Reibwert zwischen Seil und Treibscheibe nicht wesentlich verringern dürfen, und warnen vor Überschmierung, weil sie Seilrutsch oder ungleichmäßigen Lauf verursachen kann. Mehr Schmierstoff ist daher nicht automatisch sicherer, und ein ungeeignetes Konservierungsmittel kann den Anforderungen an die Treibfähigkeit widersprechen. (HSE) Die HSE-Leitlinien zu Schachtseilen weisen zudem darauf hin, dass äußerer Schmierstoff das Eindringen von Schmutz und Sand begrenzen kann, die sonst den Abrieb erhöhen würden, während zu viel klebriger Schmierstoff Sand anziehen und die Seillebensdauer verkürzen kann. Dies ist eine allgemeine Leitlinie für Schachtseile, kein Ergebnis des Peng-Versuchs. Die Anweisungen der Seil- und Fördermaschinenhersteller, die genehmigte Auslegung der Förderanlage und die maßgeblichen Bergbauvorschriften sollten Spezifikation und Anwendungspraxis bestimmen. (HSE)

Die Schadensanalyse zweier Seile aus Untertage-Kohlebergwerken ergab mangelhafte Schmierung zusammen mit Verschleiß und Korrosion. Dies stützt unzureichende Schmierung als begünstigenden Faktor in diesen Fällen, nicht als alleinige oder bergwerksübergreifend dominierende Ursache. (Singh, Mallick and Verma, 2016)

ISO 3156:1976 behandelt Eigenschaften und Prüfungen von Imprägniermitteln, Schmierstoffen und Konservierungsmitteln für Litzenförderseile im Bergbau. Es ist eine Werkstoff- und Prüfnorm; sie legt kein einheitliches Nachschmierintervall für jeden Schacht fest.

Korrosion und Ermüdung wirken zusammen; der pH-Wert allein sagt die Seillebensdauer nicht voraus

Korrosion kann Metall abtragen, Narben bilden und schützende Oberflächenzustände stören. Unter zyklischer Belastung können Narben und andere Oberflächenfehler Spannungen konzentrieren und zu Rissausgangsstellen werden. Korrosionsermüdung ist daher ein gekoppelter Vorgang: Die Umgebung verändert die Oberfläche, an der mechanische Risse entstehen können, während zyklische Verformung und Kontakt diese Oberfläche immer wieder stören.

Wang und Kollegen prüften glatte 1-mm-Drähte aus einem 6×19-Förderseil. Der Draht hatte eine berichtete Zugfestigkeit von 1.750 MPa und wurde in Laborlösungen mit pH-Werten von 2,97, 6,97 und 9,97 geprüft. Die saure Lösung führte zu den kürzesten Ermüdungslebensdauern unter den untersuchten Bedingungen. Dieses Ergebnis auf Drahtebene stützt den Einfluss dieser Lösungschemie auf die Rissentstehung; es zeigt nicht, dass saures Grubenwasser allein das Versagen ganzer Seile verursacht oder dass der pH-Wert die Umgebung ausreichend beschreibt. (Wang et al., 2016)

Dieselbe Studie zeigt, warum Zahlen zu Ermüdungszyklen Zurückhaltung erfordern. Bei einer Oberspannung von 800 MPa in neutraler Lösung berichtete die Studie etwa 72.000 Zyklen bei 2 Hz und Spannungsverhältnis R = 0,5 gegenüber etwa 5.700 Zyklen bei 5 Hz und R = 0,05. Dies waren Versuchsergebnisse für glatte 1-mm-Drähte in festgelegten Lösungen – kein Lebensdauerbereich für Förderseile. Die Ermüdungsfestigkeit streut zudem üblicherweise, und der Artikel gab diese beiden Werte nicht als allgemeine Mittelwerte an.

Ergebnisse anderer Studien zur Korrosionsermüdung können widersprüchlich erscheinen, wenn sie unterschiedliche Stadien messen. Versuche an glatten Drähten schließen die Rissentstehung ein; vorgerissene Proben betonen das Risswachstum. Die Frequenz verändert die Einwirkzeit je Zyklus, das Spannungsverhältnis verändert Mittelspannung und Rissschließen, und die Lösungschemie umfasst mehr als den pH-Wert. Ein für die Rissentstehung beobachteter Trend lässt sich nicht automatisch auf das Risswachstum in einem ganzen Seil übertragen.

Zug-Torsions-Versuche zur Fretting-Korrosion an gekreuzten Drähten bringen eine weitere Komplikation. In einer Studie nahmen mechanische Kennwerte wie dissipierte Energie, Verschleißtiefe und Risswachstum bei bestimmten Laständerungen zu, während sich die elektrochemische Korrosionsreaktion in die entgegengesetzte Richtung bewegte. Mechanischer Verschleiß und elektrochemische Reaktion sind getrennte Schädigungswege; die Verstärkung des einen muss den anderen nicht erhöhen. Dies war eine Laborstudie an gekreuzten Drähten, kein Seil im Feld. (Wang, Zhu and Song, 2020)

Die vertretbare technische Schlussfolgerung ist bedingt: Das Verhalten bei Korrosionsermüdung hängt von Lösungschemie, Einwirkzeit, Spannungsamplitude und -verhältnis, Frequenz, Seilkonstruktion, Schmierung und Vorschädigung ab.

Torsion, Einbau und Werkstoffkonformität bringen unterschiedliche Risiken

Rest- oder aufgezwungene Torsion

Torsion verändert, wie schraubenförmig angeordnete Drähte und Litzen gegeneinander drücken, gleiten und sich biegen. In beschleunigten Biegeversuchen an ganzen Seilen brachten Hu und Kollegen Zu- und Aufdrehung auf und berichteten eine annähernd lineare Abnahme der Biegewechselfestigkeit über den geprüften Winkelbereich. Beide Richtungen erhöhten die Längung, wobei das Zudrehen in dieser Konfiguration schädlicher war als das Aufdrehen. (Hu et al., 2023)

Diese Reihenfolge ist nicht allgemeingültig. Im Labor aufgebrachte Torsion entspricht nicht jedem Einbaufehler oder jeder Ursache für Verdrehung im Betrieb, und das Verhalten hängt von Seilkonstruktion, Schlagrichtung, Last und Prüfstandsgeometrie ab. Belegt ist, dass Rest- oder aufgezwungene Torsion den inneren Kontakt, die Entwicklung von Verschleißstellen und die Biegewechselfestigkeit verändern kann. Einbau und Seilwechsel sollten die Verdrehung daher gemäß der Dokumentation von Seil und Fördermaschine begrenzen.

Konformität von Werkstoff und Fertigung

Vorzeitige Schäden können auch entstehen, wenn das gelieferte Seil nicht dem angegebenen Werkstoff oder der angegebenen Konstruktion entspricht. Peterka und Kollegen untersuchten ein vorzeitig beschädigtes Seil einer Bohrfördermaschine und eine unbenutzte Rückstellprobe. Ihre Schadens- und Werkstoffanalyse ergab, dass das Seil in einer anderen Festigkeitsklasse als der angegebenen Klasse 1.770 MPa hergestellt war. Drähte unterschiedlicher Festigkeit in der äußeren Litzenlage verformten sich unterschiedlich; Drähte geringerer Festigkeit lösten sich, rollten sich auf und brachen nach kurzer Betriebszeit. (Peterka et al., 2014)

Dies ist ein einzelner Fall einer Bohrfördermaschine und kein Beleg dafür, dass Fertigungsabweichungen eine häufige Versagensursache in Schächten sind. Er zeigt aber, warum die Beschaffung mehr als eine Angabe zur Nennbruchkraft braucht: Seilkonstruktion, Festigkeitsklasse, Schlag, Beschichtung, Einlage, Schmierung, Prüfbescheinigungen und Abnahmenachweise müssen zum genehmigten Betrieb passen.

ISO 3154:1988 legt technische Lieferbedingungen für Litzenförderseile im Bergbau innerhalb ihres Anwendungsbereichs fest; ISO 5614:1988 erfüllt eine vergleichbare Aufgabe für vollverschlossene Förderseile. EN 12385-6 enthält besondere Anforderungen an Litzenseile für Schächte im Rahmen der Normenreihe EN 12385, während EN 12385-7 zusätzliche Anforderungen an vollverschlossene Förderseile sowie halb- und vollverschlossene Führungsseile für Schächte festlegt. Konformität bei Lieferung ist notwendig, belegt aber nicht den Zustand im Betrieb nach dem Einbau.

Drahtbrüche verändern den Lastpfad vor dem endgültigen Bruch

Ein Drahtbruch ist nicht nur eine Zahl. Sobald ein Draht seinen vorgesehenen Anteil nicht mehr trägt, verteilen sich Kräfte und Spannungen über die verbleibende Struktur neu. Lage und Häufung der Schäden können daher ebenso wichtig sein wie die Gesamtzahl der Brüche.

Zhang und Kollegen brachten kontrollierte Bruchmuster an Außendrähten ganzer Seile ein und unterzogen sie wiederholter Biegung. Versuche und Analyse zeigten nach Außendrahtbrüchen erhöhte Spannungen und Kontaktkräfte in den inneren Litzen. Unter den geprüften Konfigurationen führte ein konzentriertes 1×4-Muster zur schärfsten Reaktion. Damit werden vier benachbarte Brüche nicht zu einem allgemeinen Ablegekriterium: Die Fehler wurden in einer Seilkonstruktion künstlich erzeugt, und gesetzliche Kriterien hängen von Seiltyp, Bezugslänge und Rechtsraum ab. Die Studie stützt die mechanismusbezogene Aussage, dass konzentrierte Schäden folgenschwerer sein können als dieselbe Zahl verteilter Brüche. (Zhang et al., 2017)

Dieselbe Studie unterschied Verschleiß-/Ermüdungsbrüche von duktiler Überlast bei Drähten, die bis zum Endbruch überdauerten. Versuche mit kontrolliertem Verschleiß zeigten einen vergleichbaren Ablauf: Stark verschlissene Außendrähte versagten zuerst, und die inneren Drähte trugen anschließend veränderte Lasten. Deshalb beweist duktile Überlast an den letzten verbliebenen Drähten nicht automatisch, dass eine zu hohe Nutzlast das Ereignis ausgelöst hat. Sie kann die endgültige Bruchart sein, nachdem fortschreitende Schäden den wirksamen Querschnitt verringert haben. (Chang et al., 2019)

Dieser Ablauf ist nicht zwangsläufig. Eine einmalige Überlast, ein Versagen der Endverbindung, ein Stoßereignis oder ein Werkstofffehler können eine andere Kette auslösen. Die Belege sprechen klar dafür, bei der Schadensuntersuchung den auslösenden Schädigungsmechanismus von der endgültigen Bruchart zu unterscheiden.

Prüfung von Förderseilen: Aussehen, Alter und Nennbruchkraft können den Gesamtzustand nicht belegen

Die Sichtprüfung ist unverzichtbar, doch die Oberfläche kann nicht jeden inneren Fehler zeigen. Durchmessermessungen können bestimmte Formen von Verschleiß oder Verformung erkennen, während elektromagnetische Verfahren bzw. Streuflussverfahren örtliche Fehler und Verluste an metallischem Querschnitt anzeigen können. Weder Durchmesserabnahme noch ein ZfP-Signal ist automatisch ein direktes Maß für die verbleibende Bruchkraft.

Zerstörende Prüfungen an abgelegten Seilen durch Tytko und Kollegen zeigen, warum auch das Kalenderalter ein unvollständiger Indikator ist. Ein 60-mm-Seil mit Kunststoffimprägnierung, das nach 50 Monaten abgelegt wurde, zeigte eine berichtete Abnahme der summierten Drahtbruchkraft um 7,9 %. Ein anderes 61-mm-Seil, abgelegt nach 48 Monaten, zeigte etwa 20 % Abnahme der summierten Drahtbruchkraft und 23,25 % Abnahme der Bruchkraft des ganzen Seils. Dies sind Beobachtungen an zwei verschiedenen Seilen, kein statistisch repräsentativer Vergleich und keine Vier-Jahres-Austauschregel. Die stochastische Analyse der Studie unterstreicht zudem, dass Drahtfestigkeiten Verteilungen bilden und keinen einzelnen deterministischen Wert. (Tytko et al., 2025)

Onur berichtete über drei elektromagnetische Vor-Ort-Prüfkampagnen an vier 38-mm-Dreikantlitzen-Oberseilen 6×37 einer Koepe-Förderung im Schacht Kozlu Nr. I in der Türkei. Die Arbeit verfolgte Anzeigen von Querschnittsverlust und örtlichen Fehlern und berechnete deren Einfluss auf den Sicherheitsfaktor. Sie validierte nicht jede Anzeige zerstörend und begründete keine allgemeine Beziehung zwischen Signalamplitude und Restfestigkeit. Geräte, Magnetisierung, Kalibrierung, Seilkonstruktion, Geschwindigkeit und Fehlergeometrie beeinflussen die Auswertung. (Onur, 2012)

Das MSHA-Bulletin P09-10 beschreibt ein Seil eines Versorgungsschachts, bei dem starke innere Narben und Korrosion durch punktuelle Durchmessermessungen und Abschnittsprüfungen nicht ausreichend erkannt wurden. Das Bulletin empfiehlt in geeigneten Fällen elektromagnetische Prüfungen, weil innere Schäden sonst unentdeckt bleiben können. Es besagt nicht, dass die elektromagnetische Prüfung die Sichtprüfung ersetzt. Die Sichtprüfung bleibt notwendig für sichtbare Drahtbrüche, Korrosion, Verformung, Hitzeschäden, örtlichen Verschleiß und den Zustand der Endverbindungen. (MSHA PIB P09-10)

Die Zustandsbewertung sollte daher, wie für die konkrete Anlage gefordert, sich ergänzende Indikatoren und Trends kombinieren. Je nach maßgeblichem Regelwerk können dazu ortsbezogene Sichtbefunde, Ausgangs- und Folgemessungen des Durchmessers, die Verteilung der Drahtbrüche, Anzeigen zu Querschnittsverlust und örtlichen Fehlern, zerstörende Prüfungen oder Abschnittsprüfungen, die Betriebsgeschichte und Veränderungen über die Zeit gehören. Alter, Nennbruchkraft, mittlerer Durchmesser oder ein einzelnes ZfP-Ergebnis sollten nicht als vollständige Bewertung gelten.

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Normen und Vorschriften für Förderseile regeln unterschiedliche Teile des Entscheidungsrahmens

Produktnormen, Prüfverfahren, behördliche Leitlinien und verbindliche Bergbauvorschriften erfüllen unterschiedliche Aufgaben. Produktnormen legen Lieferanforderungen für bestimmte Seilkonstruktionen fest. Prüfnormen legen fest, wie eine Eigenschaft gemessen wird. Bergrecht, genehmigte Regelwerke und standortbezogene Genehmigungen regeln Einbau, Prüfung, Untersuchung und Ablegen. Die Veröffentlichung einer Norm macht sie nicht in jedem Land rechtlich verbindlich, und ein Produktzertifikat belegt nicht den aktuellen Seilzustand.

Internationale und europäische Normen

Der ISO-Katalog führte ISO 3154:1988, ISO 3155:1976, ISO 3156:1976 und ISO 5614:1988 bei der Prüfung als veröffentlichte/aktuelle Dokumente, zeigte für diese älteren Ausgaben jedoch auch Überprüfungs- oder Überarbeitungsaktivitäten. ISO 3108:2017 blieb das aktuelle Prüfverfahren zur Bestimmung der gemessenen Bruchkraft. ISO 4309:2017 blieb veröffentlicht, war aber zur Überarbeitung vorgesehen, mit einer Nachfolgefassung in Arbeit. Anwender sollten daher die vertraglich oder gesetzlich geforderte Ausgabe zum Zeitpunkt der Anwendung prüfen. Normenstatus geprüft am 3. September 2026.

• ISO 3154:1988 – technische Lieferbedingungen für Litzenförderseile im Bergbau innerhalb des angegebenen Anwendungsbereichs.
• ISO 5614:1988 – technische Lieferbedingungen für vollverschlossene Förderseile im Bergbau.
• ISO 3155:1976 – Eigenschaften und Prüfungen von Faserbestandteilen in Litzenförderseilen im Bergbau.
• ISO 3156:1976 – Eigenschaften und Prüfungen von Imprägniermitteln, Schmierstoffen und Konservierungsmitteln.
• ISO 3108:2017 – Zugprüfverfahren zur Bestimmung der gemessenen Bruchkraft.
• ISO 4309:2017 – Pflege, Wartung, Prüfung und Ablegen von Seilen an Kranen, Winden und Hebezeugen; für Bergbauanwendungen nur ergänzend, wenn der geltende Rahmen darauf verweist.

BSI führte BS EN 12385-1:2002+A1:2008, BS EN 12385-2:2002+A1:2008, BS EN 12385-6:2004 und BS EN 12385-7:2002 bei der Prüfung als aktuell und in Überprüfung. Teil 1 enthält allgemeine Anforderungen an Herstellung und Prüfung; Teil 2 definiert Begriffe, Bezeichnung und Klassifizierung. Teil 6 enthält besondere Anforderungen an Litzen- und Flachseile für Schächte und wird zusammen mit den Teilen 1 und 2 angewendet. Teil 7 legt im Rahmen der Normenreihe EN 12385 zusätzlich zu Teil 1 Anforderungen an Werkstoffe, Herstellung und Prüfung vollverschlossener Förderseile sowie halb- und vollverschlossener Führungsseile für Schächte fest. Dies sind Produktnormen, keine allgemeinen Ablegekriterien für den Betrieb. (BSI: Part 1; Part 2; Part 6; Part 7)

Vereinigte Staaten: Bergwerkskategorie und Geräteumfang sind entscheidend

Die frühere Kurzform „US-Vorschriften für Metall-/Nichtmetallbergbau“ reicht nicht aus. Die geltenden Bundesvorschriften verwenden parallele, aber kategoriespezifische Abschnitte:

• 30 CFR Part 56 gilt für Metall- und Nichtmetall-Tagebaue.
• 30 CFR Part 57 gilt für Metall- und Nichtmetall-Untertagebergwerke.
• 30 CFR Part 75 gilt für Untertage-Kohlebergwerke.
• 30 CFR Part 77 gilt für Kohletagebaue und Übertagebereiche von Untertage-Kohlebergwerken.

Innerhalb der zitierten Bestimmungen zu Förderseilen verlangen §§56.19023, 57.19023, 75.1433 und 77.1433 eine Sichtprüfung der aktiven Seillänge mindestens alle 14 Kalendertage und mindestens alle sechs Monate entweder eine zerstörungsfreie Prüfung der aktiven Länge oder vorgeschriebene Durchmessermessungen an verschleißgefährdeten Stellen. Eine tägliche Prüfung gilt für einen betroffenen Abschnitt, wenn ein sichtbarer Zustand die Festigkeit verringern kann. Die entsprechenden Ablegebestimmungen – §§56.19024, 57.19024, 75.1434 und 77.1434 – umfassen eine verschleißbedingte Durchmesserabnahme von mehr als 6 % der Ausgangsdurchmessermessung und mehr als 10 % Festigkeitsverlust laut ZfP, neben Kriterien zu Drahtbrüchen, Korrosion, Verformung und Hitzeschäden. Der Ausgangswert wird nach der Anfangsdehnung, aber vor sichtbarem Verschleiß gemäß §§56.19022, 57.19022, 75.1432 und 77.1432 ermittelt. (30 CFR Parts 56 and 57; Parts 75 and 77)

Diese Prozentwerte sind US-amerikanische Ablegekriterien für Seile im angegebenen Geltungsbereich – keine weltweiten Werkstoffversagensgrenzen. Die Anwendungsbestimmung von Part 57 und die zitierten Geltungsbestimmungen von Part 75 und Part 77 schließen Drahtseile von Aufzügen ausdrücklich aus; die konkrete Anlage muss daher korrekt eingestuft werden, bevor ein Abschnitt angewendet wird. Sie dürfen nicht automatisch auf einen Bergbauaufzug, ein Projekt in der Türkei oder einen anderen Rechtsraum übertragen werden.

Vereinigtes Königreich, New South Wales und Türkei

Die HSE-Leitlinie Steel wire ropes in vertical mine shafts richtet sich an Personen, die Förder-, Unter-, Führungs- und Prellseile herstellen, auswählen, einbauen, prüfen, untersuchen oder warten. Ihre technischen Anhänge behandeln Wartung, Verschleiß und Ablegen. Sie ist eine maßgebliche Leitlinie, aber kein allgemeingültiges Gesetz und kein Ersatz für die aktuellen gesetzlichen Pflichten im Vereinigten Königreich. (HSE)

Der NSW Code of Practice: Mine shafts and winding systems, Version 2, April 2026, ist ein genehmigter Verhaltenskodex nach Abschnitt 274 des NSW Work Health and Safety Act 2011. Er leitet das Management der Hauptgefährdungen für Untertage-Schächte und Förderanlagen an, einschließlich Lebenszykluskontrollen und Seilen. Er ist in Verfahren zulässig und kann belegen, was über eine Gefährdung oder Schutzmaßnahme bekannt ist; er ist jedoch keine abschließende Darstellung des Rechts, und gleichwertige oder höherwertige Methoden dürfen angewendet werden, soweit der WHS-Rahmen dies erlaubt. (NSW Resources Regulator, 2026)

Diese Übersicht konnte aus keiner zugänglichen maßgeblichen Quelle ein einheitliches türkisches Regelwerk für Förderseile ermitteln, das sich über Bergwerkstyp und Gerätekategorie hinweg sicher zusammenfassen ließe. Die oben zitierte türkische Feldstudie zu Koepe-Seilen ist ein Forschungsbeleg, keine Rechtsvorschrift. Projekte in der Türkei sollten die aktuellen türkischen Bergbau- und Arbeitsschutzvorschriften, die geltenden übernommenen TS-EN-Normen, Bergwerksgenehmigungen und die Geräteeinstufung mit der zuständigen Behörde und dem verantwortlichen Ingenieur prüfen, statt US-, UK- oder NSW-Grenzwerte zu übernehmen.

Bei einem realen Projekt beginnt die maßgebliche Rangfolge in der Regel mit:

1. geltendem Bergbau- und Arbeitsschutzrecht und den Anforderungen der Aufsichtsbehörde.
2. Bergwerksgenehmigungen, dem Sicherheitsnachweis der Förderanlage oder dem Plan für Hauptgefährdungen sowie geltenden genehmigten Regelwerken.
3. Anweisungen der Seil- und Fördermaschinenhersteller für die genehmigte Konfiguration.
4. geltenden Produkt- und Prüfnormen für Förderseile.
5. allgemeinen Drahtseil-Leitlinien, nur soweit der maßgebliche Rahmen darauf verweist oder sie zulässt.

Das Seil als überwachtes mechanisches System behandeln

Das Versagen von Förderseilen lässt sich am besten als Abfolge verstehen, nicht als Etikett. Dynamische Belastung, Biegung, Torsion, Kontaktgeometrie, Schmierung und Umgebung können abrasiven oder adhäsiven Verschleiß, Reibkorrosion, Ermüdungsrisse, Korrosionsnarben, innere Brüche oder örtlichen Querschnittsverlust auslösen. Mit fortschreitendem Schaden ändert sich die Lastverteilung. Die verbleibenden Drähte können schließlich durch duktile Überlast brechen, auch wenn fortschreitende Schädigung den Tragfähigkeitsverlust eingeleitet hat.

Dieses Modell macht nicht jedes Versagen fortschreitend oder identisch. Es erklärt, warum sich die Grundursache nicht aus einer einzigen Bruchfläche, einem Durchmesserwert, einem ZfP-Signal, dem Kalenderalter oder der Nennbruchkraft ablesen lässt. Jeder Indikator beantwortet nur einen Teil der Zustandsfrage.

Für Bergbauingenieure und Einkaufsteams bedeutet das eine systembasierte Spezifikation und Nachweisführung: Seilkonstruktion und Festigkeitsklasse auf Fördermaschine und Betrieb abstimmen; Produktkonformität prüfen; Verdrehung beim Einbau und Schmierung kontrollieren; Ausgangsmessungen festhalten; ortsbezogene Sicht- und ZfP-Befunde als Trend verfolgen; und die Prüf- und Ablegevorschriften des richtigen Rechtsraums anwenden. Entscheidungen über den Austausch müssen projektspezifisch bleiben und sollten vom zuständigen Bergwerks- oder Förderanlageningenieur im geltenden rechtlichen und genehmigten technischen Rahmen getroffen werden.