Physik & Technik

Seilreibung nach Euler-Eytelwein

Tragen Sie die Last im Seil, die Reibungszahl und die Zahl der Windungen ein. Der Rechner zeigt, mit wie wenig Kraft Sie das Seil am losen Ende halten können.

Seil und Poller
1 kg Last entspricht rund 9,81 N.
Richtwerte, Stand prüfen: Stahlseil auf Stahl um 0,15, Faserseil auf Stahl 0,2 bis 0,3, Faserseil auf rauem Holz 0,4 bis 0,5.
Eine volle Windung = 360 Grad, eine halbe Umschlingung = 0,5.
Zum Vergleich: Ein Erwachsener hält dauerhaft etwa 150 bis 300 N.
Ergebnis

Warum ein paar Windungen so viel bewirken

Wer ein Boot am Poller festmacht, einen Baum fällt oder beim Klettern sichert, nutzt einen erstaunlichen Effekt: Ein Seil, das mehrfach um einen runden Körper geschlungen ist, hält mit geringer Kraft am losen Ende eine sehr große Last. Die Reibung zwischen Seil und Oberfläche wächst nicht linear, sondern exponentiell mit dem Umschlingungswinkel.

Beschrieben wird das durch die Seilreibungsformel nach Euler und Eytelwein aus dem 18. Jahrhundert, die in jedem Lehrbuch der technischen Mechanik steht. Die Kraft auf der Lastseite ist um den Faktor e hoch μ mal α größer als die Haltekraft. Dabei ist μ die Reibungszahl und α der Umschlingungswinkel im Bogenmaß, also 2π je volle Windung.

Der Rechner bestimmt aus Last, Reibungszahl und Windungen die nötige Haltekraft. Zusätzlich gibt er an, wie viele Windungen mindestens nötig sind, damit Ihre verfügbare Handkraft ausreicht. Das ist die eigentlich praktische Frage: Wie oft muss das Seil herum, damit ich es sicher halten kann?

F_Last = F_Halte · e^(μ·α), mit α = 2π · Windungen; nötige Windungen = ln(F_Last ÷ F_Halte) ÷ (2π · μ)

Beispiel: Ein Seil trägt auf der Lastseite 5.000 N, rund 510 kg. Bei μ = 0,3 und zwei Windungen ist α = 4π, der Faktor e^(0,3 · 4π) beträgt 43,38. Am losen Ende genügen 115,3 N, etwa 11,8 kg. Für eine Haltekraft von 200 N wären mindestens 1,71 Windungen nötig.

Reibungszahl, Sicherheit und typische Anwendungen

Die Reibungszahl ist der unsicherste Wert in der Rechnung. Sie hängt von Seilmaterial, Oberfläche, Nässe, Verschmutzung und Seildurchmesser ab. Tabellenwerte, etwa aus dem Dubbel oder aus Herstellerangaben, sind Richtwerte. Nasses oder vereistes Material, Fett und glatte Edelstahlpoller senken die Reibung deutlich. Rechnen Sie deshalb lieber mit einem vorsichtigen, niedrigen Wert.

Weil der Faktor exponentiell wächst, bringt jede zusätzliche Windung viel. Bei μ = 0,3 vervielfacht eine volle Windung die Haltewirkung um rund das 6,6-Fache. Drei Windungen ergeben schon einen Faktor von fast 300. Darum belegt man Festmacher an Klampen mit mehreren Törns und sichert Lasten beim Abseilen über Bäume oder Abseilachter.

Die Formel gilt für ein Seil, das gerade rutscht oder kurz davor ist. Biegesteifigkeit dicker Seile, der Durchmesser des Pollers und Dehnung bleiben unberücksichtigt. Bei sehr dünnen Pollern kann zudem das Seil beschädigt werden. Das Ergebnis ersetzt keine Prüfung nach den Regeln für Anschlagmittel und Hebezeuge.

Die Formel steckt auch in Bandbremsen, Riementrieben und Spillwinden. Beim Riemen begrenzt sie das übertragbare Drehmoment: Je größer der Umschlingungswinkel an der kleinen Scheibe, desto mehr Kraft lässt sich ohne Durchrutschen übertragen. Für Haftreibung auf ebenen Flächen nutzen Sie den Reibungsrechner.

Tipps und typische Fehler

Sicher festmachen.

  • Reibwert: Vorsichtig wählen.
  • Windungen: Lieber eine mehr.
  • Nässe: Senkt die Reibung.
  • Seil: Auf Schäden prüfen.

Mehr zum Thema Mechanik: Kraft, Energie, Bewegung

Häufige Fragen

Was sagt die Euler-Eytelwein-Formel?

Die Lastkraft ist um den Faktor e^(μα) größer als die Haltekraft am losen Ende.

Welche Reibungszahl nehme ich für ein Tau am Stahlpoller?

Etwa 0,2 bis 0,3 als Richtwert; bei Nässe niedriger rechnen.

Hängt die Seilreibung vom Pollerdurchmesser ab?

Nach der einfachen Formel nicht, nur vom Umschlingungswinkel und der Reibungszahl.

Warum hilft eine zusätzliche Windung so stark?

Weil die Haltewirkung exponentiell mit dem Umschlingungswinkel wächst.

Wie wirkt sich Nässe aus?

Sie senkt die Reibungszahl; mehr Windungen einplanen.

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