Lebensversicherung: Dynamische Kletterseile

Zu Beginn möchten wir etwas philosophisch werden und stellen die Frage: Was ist der Sinn eines Kletterseils?

Die Antwort klingt im ersten Moment einfach, ist aber komplexer als man denkt. Es gibt viele Gründe, warum wir ein Seil an den Berg mitnehmen:

Warum muss das Kletterseil dynamisch sein?

Beim Sturz in ein Seil muss das Seil die Sturzenergie des Körpers auffangen und abmildern, um die auftretenden Kräfte für den menschlichen Körper akzeptabel zu machen. Dabei ist der Sturzfaktor eine maßgebliche Größe. Der Sturzfaktor ist entscheidend für die Härte des Sturzes und errechnet sich folgendermaßen:

Ein „klassischer“ Sturz beim Klettern findet normalerweise bei einem Sturzfaktor unter 1 statt. Ein Sturz im Faktor 1 ist für den menschlichen Körper und das Material nicht gravierend. Die auftretenden Kräfte können vom Seil gut aufgenommen werden. Je länger das ausgegebene Seil ist, desto mehr Energie kann das Seil aufnehmen. 

Drastischer ist ein Sturz bei Sturzfaktor 2. Ein solcher Sturz kommt vor allem dann vor, wenn der Vorsteiger in einer Mehrseillängentour nach dem Losklettern vom Standplatz stürzt und noch keine Zwischensicherung eingehängt hat. Die Sturzhöhe ist hierbei größer ist als die ausgegebene Seillänge.

Welche Kräfte auf den Körper einwirken

Beim Topropen treten im Falle eines Sturzes sehr geringe Kräfte auf. Das Seil ist durch die Umlenkung lang und man hat wenn überhaupt einen kurzen freien Fall, der Sturzfaktor ist niedrig. Die dabei auftretende Sturzenergie sind ist sehr niedrig, Messungen haben Kräfte von 0,6 bis 1,2 kN ergeben. Beim Nachstieg findet ein Sturz immer unterhalb des Standplatzes und idealerweise bei relativ straffem Seil statt.

Bei einem Sturz im Vorstieg steigert sich die Krafteinwirkung auf Seil und Körper deutlich. Das Seil ist evtl. kürzer, man befindet oft über der letzten Zwischensicherung, wodurch die Sturzhöhe zunimmt und der Sturzfaktor sich erhöht. Hier sind das Material und der Körper je nach Situation sehr hohen Belastungen ausgesetzt, Belastungen bis 4 kN sind möglich. 

Sonderfälle sind ein weiter Sturz in den Stand (siehe Illustration unten) mit sehr wenig ausgegebenem Seil. Dort können die Kräfte noch höher sein. Bis zu 7 kN sind dort möglich. Diese Kräfte muss ein dynamisches Seil auffangen können.

Man geht davon aus, dass eine Krafteinwirkung von maximal 12 kN kurzzeitig für den menschlichen Körper zu verkraften ist. Alle Werte, die darüber hinaus gehen, sind tödlich. 

Bei der ganzen Thematik darf man das Material auch nicht vergessen:  Das gilt vor allem für den Pulley Effekt. Der ist eine einfache, physikalische Formel: Wird auf der einen Seite mit einer bestimmten Kraft gezogen (Stürzender) und auf der Gegenseite mit derselben Kraft gezogen (Sichernder) kommt auf die Umlenkung die doppelte Kraft zum Tragen. Das bedeutet, dass bei einem Fangstoß von 6 kN eine Energie von 12 kN an der Zwischensicherung ankommt. Bei brüchigem Gestein, Keile und Friends kann man schnell an die Belastungsgrenze kommen.

Die Vorgaben sind je nach Seilart unterschiedlich und hier in der Tabelle zusammengefasst:

Bei den Tests wird ein Seil mit 4,6 m Länge an einer Seite fixiert und an der anderen Seite ein Gewicht von 80 kg angebracht. Auf 2,3 m Höhe befindet sich eine Umlenkung mit einem Radius von 5mm. Das Gewicht wird schließlich auf 4,6 m Höhe gezogen und von dort fallen gelassen. Dabei werden die auftretenden Kräfte (Fangstoß) auf das Seil gemessen. Warum Sturzfaktor 1,77 und nicht 2? 1,77 sind sehr nah an der Realität, während ein Sturzfaktor 2 so gut wie nicht vorkommt.

Bei diesem ersten Sturz dürfen die 12 kN Fangstoß nicht überschritten werden. Das Seil darf sich anschließend kurz entspannen und wird nochmals getestet. Dieser Test wird so lange wiederholt, bis das Seil reißt. Die Vorgaben der UIAA schreiben bei einem Einfachseil mindestens fünf gehaltene Stürze vor.

Diese Normstürze sind extrem hart und kommen in der Realität so gut wie nicht vor. Es bedeutet also nicht, dass ein Seil nach fünf Vorstiegsstürzen ausgetauscht werden muss.  

Wie erreicht man die erforderliche Dynamik?

Ein Seil besteht aus vielen miteinander verflochtenen Garnen, wobei der Kern und der Mantel aus Polyamid 6 besteht. Bei BEAL bestehen bei allen Seilen Kern und Mantel aus 100 Prozent Polyamid. Dadurch sind alle Seile zu 100 Prozent recyclebar und leichter als Mischungen.

Die Kernstränge nehmen bei einem Sturz die Hauptlast der stattfinden Kräfte auf. Das Polyamidgarn des Kerns besitzt eine Dehnungsfähigkeit von maximal 22 Prozent bevor es reißt. Ein Polyamidgarn mit 1 m Länge kann also maximal bis 1,22 m Länge gedehnt werden. 

Wenn man aus dem Garn einen Kern herstellt, werden die Garne des Kerns in einem Winkel von 45 Grad gedreht, wodurch sich die Dehnungsfähigkeit um bis zu 40 Prozent erhöht, bevor er reißt. Diese Werte gelten für ein halbstatisches Seil. Leider kann ein halbstatisches Seil die auftretenden Kräfte für den menschlichen Körper nicht akzeptabel machen, da jedoch durch die fehlende Dehnung zwar das Seil stabil, jedoch den Fangstoß hoch ausfällt.

Damit sich der Fangstoß bei einem Sturz soweit reduziert, dass der Sturz für den menschlichen Körper akzeptabel wird, muss sich das Seil dehnen. 

Um das zu erreichen, muss man das Polyamid mit Wärme und Feuchtigkeit behandeln. Wird Polyamid warmem Wasserdampf ausgesetzt, zieht es sich etwas zusammen, verliert jedoch nicht seine maximale Dehnungsfähigkeit. Ein ein Meter langes Garn schrumpft auf ca. 80 cm, kann aber unter Belastung trotzdem wieder auf 1,22 m gedehnt werden.

Dadurch erreicht das Polyamidgarn eine Dehnbarkeit von 52 Prozent und im fertigen, gesponnenen Zustand eine Dehnung von bis zu 70 Prozent bevor es reißt. Nun erst reden wir von einem dynamischen Seil, das alle erforderlichen Werte erfüllt.

Es gibt bei dem thermischen Prozess der Behandlung der Kerne zwei unterschiedliche Techniken:

Konstruktionsarten von Kern-Mantel-Seilen

Der Kern trägt die Hauptlast der Energie. Der Mantel ist nur zum Schutz des Kerns da. Tests haben ergeben, dass selbst ein Seil mit defektem Mantel noch 80 Prozent der UIAA Normstürze halten kann.. Er besteht aus mehreren Garnen, die je nach Modell und Charakter unterschiedliche Durchmesser haben. Die einzelnen Garne werden zu mehreren „Kabeln“ gesponnen.

Es gibt zwei klassische Verarbeitungsweisen für den Mantel: die 2-zu-2 Technik nimmt immer zwei einzelne Fäden zusammen und webt draus ein symmetrisches Muster. Diese Technik bietet die beste Symbiose aus Dehnbarkeit, Handling und Robustheit. Diese Webart kommt in den meisten Seilen vor.

Bei der 2-zu-1 Variante, wird immer ein Faden durch zwei versetzte Fäden geflochten. Dadurch erreicht man eine größere Robustheit, aber die Dehnung des Seils nimmt etwas ab. Diese Webart eignet sich besonders gut für Seile, die eine hohe Abnutzung erfahren und bei denen maximale Dynamik nicht im Vordergrund steht. Beispielhaft hierfür sind Seile, die vor allem im Toprope in Kletterhallen benutzt werden oder sehr robuste Halbseile, wie das IceLine 8.1 mm.

Die Anzahl der verwendeten Spindeln (also die Anzahl der Fäden) für den Mantel ist ebenfalls entscheidend für die Eigenschaften des Seils. Es werden 32, 40 oder 48 Spindeln für Seile verwendet.

Wenn wir die gleiche Fadenstärke verwenden, erhöht sich der Durchmesser der Seile mit der Anzahl der Spindeln. (Bild oben) 

Nehmen wir zum Vergleich zwei Seile mit demselben Durchmesser, jedoch einer anderen Anzahl an Spindeln: Bei einem Seil mit 32 Spindeln sind die Garne dicker und der Mantelanteil erhöht sich. Dadurch sind die Seile robuster gegen Abrieb und sind im Handling etwas grober. Derselbe Seildurchmesser mit 48 Spindeln hat folglich dünnere Garne, ist weicher und flexibler, der Mantelanteil reduziert sich. Die dynamischen Eigenschaften nehmen zu.

Der Durchmesser des Seils spielt natürlich auch eine wichtige Rolle. Es ist klar, dass sich die Eigenschaften im Handling und Gewicht grundsätzlich unterscheiden, je nachdem welchen Seildurchmesser man wählt. Prinzipiell ist ein dickeres Seil – ab 9.8 mm bis 10.5 mm – etwas robuster und vom Handling her eher anfängertauglich. Das dickere Seil erzeugt in den Sicherungsgeräten mehr Reibung, bremst also besser und bietet ungeübten Sichernden eine höhere Sicherheitsreserve. 

Je dünner ein Seil wird, desto mehr Erfahrung sollte der Sichernde mitbringen. 

Mit einem dünneren Seildurchmesser kann man insgesamt auch weicher sichern. Der Schlupf durch ein Sicherungsgerät ist etwas höher, wodurch der Sturz noch weicher aufgenommen werden kann. In Einzelfällen ist auch darauf achten, ob das dünne Seil mit dem verwendeten Sicherungsgerät kompatibel ist. So ist das 7.3 mm Gully nicht mit jedem Tuber verwendbar. 

Interessant ist, dass sich der Fangstoß der Seile mit steigendem Durchmesser nur geringfügig ändert. Den vermeintlich höheren Fangstoß kann man durch Anpassung der Festigkeit der Flechtung gut ausgleichen, wodurch die Anzahl der Normstürze steigt. Damit eignen sich dickeren Seile perfekt zum Ausbouldern bzw. Projektieren, wobei schließlich, wenn die Route sitzt, ein leichteres Seil für den Durchstieg verwendet werden kann.

Es ist also für die Auswahl des richtigen Kletterseils wichtig sich über den Durchmesser (Gewicht) Gedanken zu machen, aber ebenso über die Eigenschaften des Seils wie Anzahl der Spindeln, Mantelanteil und Webart. Durch diese vielen Optionen wird es deutlich, warum Seilhersteller so ein breites Sortiment haben.

Die Behandlung des Seils

Neben den o.g. Varianten der Herstellung der Seile kommt natürlich die Ausrüstung der Seile zum Tragen. Dazu gehören Imprägnierungen oder Kern-Mantel-Verklebungen. Auch dort gibt es von Hersteller zu Hersteller unterschiedliche Varianten, auf die ich nicht alle eingehen kann. Deshalb hier die Ausstattungen bei Béal Seilen:

Bei der Kern-Mantel-Verklebung Unicore wird beim Flechten des Mantels ein Klebestreifen zwischen Kern und Mantel gelegt. Das Seil wird kurz mit einer Infrarotlampe erhitzt (Thermofluid) und dadurch verbindet sich der Kleber mit Kern und Mantel. Die Technik hat viele Vorteile für den Nutzer: Bei einem normalen Seil ohne Verklebung ist der Mantel beweglich und kann bei einem Schaden abrutschen. Das hat eine Blockade im Sicherungsgerät oder im schlimmsten Fall einen Absturz zur Folge. Durch die Verklebung kann der Mantel nicht abrutschen, er hält auch bei komplett durchtrenntem Mantel ein Gewicht von über 80 kg ohne abzurutschen. Zusätzlich nimmt das Seil auch weniger Schmutz auf und hält länger seine Spannung, was das Seil länger verwendbar macht.

Diese Bearbeitung ist einzigartig und auch früher als Mantelimprägnierung bekannt gewesen. Bei diesem Verfahren werden die Garne des Mantels beim Färben mit einer Imprägnierung versehen und thermisch fixiert. Dadurch ist die Imprägnierung wie die Farbe tief in den Fasern und kann nicht mehr entweichen. So lange das Seil seine Farbe hat, ist es auch imprägniert. Diese Imprägnierung stärkt die Struktur des Materials und sorgt dadurch für bessere Abriebwerte. Auch hier gelangt weniger Schmutz in das Seil, was die Langlebigkeit erheblich erhöht. Seile mit Mantelimprägnierung nehmen immer noch bis zu 35% Feuchtigkeit auf (ein nicht behandeltes Seil bis zu 50 Prozent). Dadurch sind sie nicht wasserfest, aber günstiger als vollimprägnierte Seile und eignen sich hervorragend zum Sportklettern.

Auch wenn es morgens etwas klamm am Felsen ist, kann man DRY Cover Seile sehr gut verwenden.

Bei der Golden Dry Behandlung wird neben der DRY Cover Behandlung der Kern zusätzlich imprägniert. Dadurch kann das Seil unter zwei Prozent Wasser aufnehmen und unterschreitet die UIAA Norm für wasserfeste Seile deutlich. Sie sind also für alle alpinen Spielarten erste Wahl und glänzen mit einer großen Robustheit.

Tipps & Tricks: dynamische Produkte zum Klettern

An Standplätzen kann die Verwendung von dynamischen Standplatzschlingen viele Vorteile bringen. Nicht umsonst wird bei Mehrseillängentouren das Kletterseil als Standplatzschlinge verwendet. Geht mal etwas schief kann man immer noch auf die Dynamik des Seils vertrauen.Verwendet man als Standplatzschlinge und zum Abseilen eine klassische Bandschlinge, landet man im Sturzfall mit Pech sehr hart in seinem Gurt. Tests haben ergeben, dass bei einem harten Sturz die Anbindeschlaufe der Klettergurte reißen kann (z.B. siehe bergundsteigen-Artikel zu Seilrissen).

Am Standplatz ist eine Verwendung einer dynamischen Schlinge von Vorteil und bietet erheblich mehr Sicherheit und Komfort.

Beide Produkttypen bestehen ebenfalls einen Sturz mit Faktor 2 für dynamische Seile während eine einfache Bandschlinge bei einem Normsturz reißen kann.  

Fazit

Ein Kletterseil ist nicht nur ein lästiges Beiwerk. Es ist Begleiter und Lebensversicherung gleichzeitig. Es ist hochtechnisch und in der Herstellung sehr kompliziert. Deshalb ist die Wahl des richtigen Kletterseils und die regelmäßige Prüfung ein wichtiger Teil des Klettersports. Man kann mit jedem Seil klettern gehen, aber das richtige Seil kann den Unterschied ausmachen.

Text, Bilder und Grafiken: BEAL