Jeder Knoten verringert die Zugfestigkeit eines Seiles, das heißt ein unter Zug stehendes Seil bricht am wahrscheinlichsten an einem Knoten. Die Knotenfestigkeit ist in der Knotenkunde jene Größe, die angibt, wie viele Prozent der ursprünglichen Reißfestigkeit einem Seil mit Knoten noch verbleiben. Der Wert ist abhängig von der Art des Knotens und dem verwendeten Seil. Je höher der Prozentwert, desto besser ist die Reißfestigkeit. Typische Knoten reduzieren die Festigkeit um 30 bis 50 Prozent, die Knotenfestigkeiten liegen also bei nur noch 50 bis 70 Prozent.

UrsachenBearbeiten

Bei Zerreißversuchen bricht ein geknotetes Seil meist kurz am Eingang des Knotens, wo die Krümmung am stärksten ist.[1] Vorausgesetzt, das Seil hat keinen Fabrikationsfehler, ist nicht vorbeschädigt (Abriebfestigkeit, UV-Beständigkeit, chemische Beständigkeit, Sturzfestigkeit) und läuft nicht über scharfe Kanten (Kantenfestigkeit). Denn die Seilfasern werden im Knoten stark und ungleichmäßig belastet. Sowohl Streckung wie Quetschung verringern den wirksamen Durchmesser (Querkontraktion) und damit die Reißfestigkeit.

Durch Streckung können einzelne Fasern reißen. Das Material erreicht abhängig von der angelegten Kraft und vom Elastizitätskoeffizient die Streckgrenze und beginnt zu fließen. Durch einen hohen Quetschdruck kann das Material die Quetschgrenze überschreiten und ebenfalls zu fließen beginnen. Sind einzelne Fasern beschädigt, müssen die restlichen die gesamte Belastung übernehmen, was die Reißfestigkeit des verbleibenden Faserbündels dann überschreiten kann.

Im geraden Seil verteilen sich die Kräfte von anfangs mehr oder weniger belasteten Fasern durch die Streckung gleichmäßig auf alle Fasern. Im Knoten entfällt diese Verteilung, der Riss breitet sich dann von den am stärksten belasteten Fasern weiter aus.

Vergleich verschiedener KnotenBearbeiten

Die Knotenfestigkeit wird in Prozent von der Festigkeit des unverknoteten Einzelstranges angegeben. Bei den Zerreißversuchen wird eine Last quasistatisch erhöht.

SchlaufeBearbeiten

Die folgende Tabelle erstellte der Deutsche Alpenverein im Jahr 1999 bei Versuchen mit einem dynamischen 10,5 mm Kletterseil und Edelrids 11 mm Statikseil „Everdry“.

Knoten Bild Dynamisch Statisch Name bei Kletterern
Neunerknoten   77 %
Bulin 1.5   67 % 64 % Bulin 1.5
Achterknoten (Schlaufe)   63 % 65 %
Palstek   64 % Bulin
Führerknoten   58 % 59 % Sackstich
Doppelter Palstek   56 % Doppelter Bulin
Spierenstich   56 % 58 % Spierenstich
Webeleinenstek   52 % Mastwurf

SeilverbindungBearbeiten

Folgende Werte ermittelte der Deutsche Alpenverein für Seilverbindungen. Dabei erstellten die Tester eine Endlosschlinge, indem die Enden eines Seilstücks mit dem zu prüfenden Knoten verbunden wurden. Die so entstandene Schlinge wurde mit zwei Karabinern gespannt und die Last quasistatisch erhöht. Die ermittelten Belastungswerte gelten somit für das als Schlinge doppelt geführte Seil und wurden daher halbiert für die Angabe der jeweils auf die Reißfestigkeit des Einzelstrangs bezogenen Knotenfestigkeit.

Knoten in Endlosschlinge 10,5 mm 7 mm
Achterknoten gesteckt   58 % > 72 %
Achterknoten in Tropfenform   59 % > 73 %
Sackstich gesteckt   63 % > 66 %
Sackstich in Tropfenform   44 % > 52 %

Als Prüfseile dienten ein 10,5 mm Kletterseil und eine 7 mm Reepschnur. Die ungenauen Angaben bei der 7-mm-Schnur kommen daher, dass die Reepschnur bei dieser Belastung am Karabiner gerissen ist. Die Festigkeit im Knoten liegt demnach höher.

WeblinksBearbeiten

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Piotr Pieranski, Sandor Kasas, Giovanni Dietler, Jacques Dubochet, Andrzej Stasiak: Localization of breakage points in knotted strings. In: New Journal of Physics. Nr. 3, 2001 (doi:10.1088/1367-2630/3/1/310 [abgerufen am 19. Februar 2019]).