Die wichtigste Frage bei der Auswahl einer Zugwinde lautet: Wie viel Kraft braucht es wirklich? Die Antwort ist fast nie das volle Gewicht der Last. Ein Fahrzeug auf ebenem Asphalt lässt sich mit einem Bruchteil seines Gewichts ziehen. Auf weichem Boden und am Hang steigt die Kraft dagegen schnell auf ein Vielfaches. Drei Größen bestimmen das Ergebnis: das Gewicht der Last, der Widerstand des Untergrunds und die Steigung.
Die Grundformel
Die nötige Zugkraft setzt sich aus zwei Anteilen zusammen. Der Rollwiderstand entsteht, weil Räder einsinken, Reifen walken oder eine Last über den Boden gleitet. Er wird mit einem Faktor beschrieben, der vom Untergrund abhängt. Der Steigungswiderstand ist der Anteil der Gewichtskraft, der am Hang nach unten wirkt.
Zugkraft = Gewicht × (Untergrundfaktor × cos α + sin α)
Dabei ist α der Steigungswinkel. Aus einer Steigung in Prozent erhalten Sie den Winkel mit α = arctan(Steigung ÷ 100). Eine Steigung von 100 % entspricht 45°, nicht 90°.
| Untergrund | Faktor | 1.500 kg in der Ebene kg |
|---|---|---|
| Asphalt | 0,04 | 60 |
| Wiese | 0,13 | 200 |
| Sand, nass | 0,20 | 300 |
| Kies | 0,33 | 500 |
| Aufgeweichter Boden | 0,50 | 750 |
Die Faktoren sind aus den Richtwerten nach dem Verfahren der British Army abgeleitet, die wir auch auf den Produktseiten der Elektroseilwinden 12/24 V angeben. Sie sind eine Entscheidungshilfe, keine Messwerte. Ein Fahrzeug, das bis zur Achse im Schlamm steckt, kann deutlich mehr Kraft brauchen, weil zusätzlich Saugwirkung und Stauwiderstand auftreten.
Richtwerte für ein Fahrzeug mit 1.500 kg
Die folgende Tabelle zeigt die benötigte Zugkraft für ein Fahrzeug mit 1.500 kg bei verschiedenen Steigungen. Für andere Gewichte rechnen Sie die Werte im Verhältnis um: Bei 3.000 kg verdoppeln sie sich.
| Untergrund | 0° kg | 10° (18 %) kg | 20° (36 %) kg | 30° (58 %) kg | 45° (100 %) kg |
|---|---|---|---|---|---|
| Asphalt | 60 | 300 | 550 | 800 | 1.100 |
| Wiese | 200 | 450 | 700 | 950 | 1.200 |
| Sand, nass | 300 | 550 | 800 | 1.000 | 1.250 |
| Kies | 500 | 750 | 1.000 | 1.200 | 1.400 |
| Aufgeweichter Boden | 750 | 1.000 | 1.250 | 1.400 | 1.600 |
Rechenbeispiele
Anhänger auf einer Rampe
Ein Anhänger mit 800 kg soll über eine asphaltierte Rampe mit 10 % Steigung gezogen werden. Der Winkel beträgt 5,7°. Die Rechnung lautet 800 kg × (0,04 × 0,995 + 0,099) = rund 111 kg. Schon eine kleine Elektroseilwinde hat hier viel Reserve.
Geländewagen auf einer Wiese
Ein Geländewagen mit 2.500 kg steht auf einer Wiese mit 20 % Steigung, das sind 11,3°. Die Rechnung lautet 2.500 kg × (0,13 × 0,981 + 0,196) = rund 810 kg. Mit einem Zuschlag von 50 % ergeben sich gut 1.200 kg, die die Winde in der Seillage aufbringen muss, in der sie arbeitet.
Festgefahrenes Fahrzeug am Hang
Derselbe Geländewagen steckt auf aufgeweichtem Boden bei 30 % Steigung fest, das sind 16,7°. Die Rechnung lautet 2.500 kg × (0,50 × 0,958 + 0,287) = rund 1.915 kg. Mit Reserve liegt der Bedarf bei knapp 2.900 kg. Das schafft entweder eine größere Winde wie die GW 4300 oder eine kleinere Winde mit Umlenkrolle, wie unten beschrieben.
Die Seillage verändert die Zugkraft
Die Nennzugkraft einer Seilwinde gilt für die erste Seillage, also wenn nur noch wenig Seil auf der Trommel liegt. Mit jeder weiteren Lage wächst der wirksame Durchmesser, der Hebelarm wird größer und die Kraft am Seil sinkt. Das Drehmoment der Trommel bleibt gleich, deshalb gilt: Zugkraft in Lage n = Zugkraft in Lage 1 × Durchmesser Lage 1 ÷ Durchmesser Lage n.
| Seillage | Trommel-Ø mm | Zugkraft kg | Anteil % |
|---|---|---|---|
| 1 | 190 | 15.000 | 100 |
| 2 | 228 | 12.500 | 83 |
| 3 | 266 | 10.715 | 71 |
| 4 | 304 | 9.375 | 63 |
| 5 | 342 | 8.350 | 56 |
Die Werte stammen aus dem Datenblatt der WHC/WHL 15000. Bei der Elektrowinde GW 4300 sinkt die Zugkraft von 4.080 kg in der ersten auf 2.400 kg in der vierten Lage. Für schwere Züge gilt deshalb: möglichst viel Seil abziehen, damit die Winde in den unteren Lagen arbeitet.
Umlenkrolle: doppelte Kraft, halbe Geschwindigkeit
Mit einer Umlenkrolle lässt sich die Kraft an der Last nahezu verdoppeln. Dazu wird das Seil von der Winde zur Rolle an der Last und von dort zurück zu einem Festpunkt geführt, zum Beispiel an das eigene Fahrzeug. Die Last hängt dann an zwei Seilsträngen. Jeder Strang trägt die Hälfte, die Winde muss also nur noch etwa die halbe Kraft aufbringen.
Der Preis dafür: Die Last bewegt sich mit der halben Seilgeschwindigkeit, und Sie brauchen doppelt so viel Seil für denselben Weg. Die Reibung in der Rolle kostet zusätzlich einige Prozent. Das Prinzip nutzen auch Seilzüge: Beim Seilzug LE 200 steigt die Hubkraft mit Umlenkrolle und doppelt geführtem Seil von 200 auf 400 kg.
Wichtig für die Sicherheit: Rolle und Festpunkt tragen die Summe beider Seilstränge, bei einer Umlenkung um 180° also etwa die doppelte Seilkraft. Wählen Sie Rolle, Schäkel und Anschlagpunkt entsprechend. Eine Rolle, die das Seil nur seitlich umlenkt, ändert die Zugrichtung, bringt aber keinen Kraftgewinn.
Reserve einplanen
Die berechnete Zugkraft ist ein Mindestwert. In der Praxis kommen Einflüsse hinzu, die sich schwer abschätzen lassen: Hindernisse vor den Rädern, eingesunkene Achsen, eine blockierte Bremse, Schrägzug oder ein Seil, das in den oberen Lagen arbeitet. Als Richtwert rechnen Sie mit einem Zuschlag von 50 % auf den berechneten Wert. Außerdem muss das Drahtseil zur Winde passen und eine ausreichende Mindestbruchkraft haben.
Zugkraft-Rechner
Der Rechner verwendet die Formel und die Untergrundfaktoren von oben. Alle Faktoren sind Richtwerte, das Ergebnis ersetzt keine Auslegung im Einzelfall.
Ohne JavaScript nutzen Sie die Tabelle mit den Richtwerten für 1.500 kg. Wenn Sie mehrere Einflüsse zusammenbringen müssen, etwa Seillänge, Einbauraum und Stromversorgung, rechnen wir die Winde gern mit Ihnen durch. Grundsätzliches zur Bauart finden Sie im Ratgeber Zugwinde oder Hubwinde.