Foto des Monats – März 2005

[English version]

„Zwei schwere Cakes“ noch rechtzeitig aus den Verkehr gezogen!

Die Abbildungen zeigen einen mit Kupferhalbzeugen (sog. Cakes) beladenen Sattelanhänger (Curtainsider). Das Fahrzeug ist der Polizei bei einer Lkw-Kontrolle in die Fänge geraten.

Die Ladungssicherung der zusammen rund 24 Tonnen schweren Halbzeuge ist als extrem mangelhaft zu bezeichnen. Es liegen zwar keine Detailinformationen vor, dennoch lassen die Bilder eindeutige Schlussfolgerungen hinsichtlich der Eignung des Fahrzeugs und der Ladungssicherung zu.




Es ist zu erkennen, dass die Kupferhalbzeuge auf Unterleghölzern geladen sind. Das in Fahrtrichtung auf der linken Seite befindliche Halbzeug wiegt ca. 13 Tonnen; das auf der rechten Seite hat ein Gewicht von ca. 11 Tonnen. Es werden Keile verwendet, um die Ladung zu fixieren bzw. zu „sichern“.








In Längsrichtung, d. h. nach vorne und nach hinten, sind pro Halbzeug zwei Keile gesetzt, die wiederum mit jeweils drei Nägeln mit dem Fahrzeugboden, der 30 mm stark ist, verbunden sind. Die Keile sind falsch angelegt. Ferner sind die Nägel in die Spitze des Keils getrieben, wodurch die Eindringtiefe in den zu dünnen Fahrzeugboden nicht ausreichend ist. Die Sicherungswirkung dürfte sehr gering sein (vgl. Abbildung 5).

Zu den Seiten sind jeweils vier Keile mit je drei Nägeln gesetzt – zum Teil mit Lücken zur Ladung. Die Nägel sind ins Hirnholz geschlagen, wodurch das Holz teilweise aufspaltet. Die Keile sind auf den Unterleghözern befestigt; es ist unwahrscheinlich, dass diese Nägel bis in den Fahrzeugboden durchdringen (vgl. Abbildung 6). Hinzu kommt, dass die Unterleghölzer selber nicht mit dem Fahrzeugboden verbunden sind. In Fahrzeugquerrichtung sichert somit nur die Reibung zwischen Holzunterleger und Fahrzeugboden. Das bedeutet, dass die auf den Holzkufen gelagerten Halbzeuge nur darauf warten, bei der nächstgrößeren seitlich einwirkenden Bescheunigungskraft von der Ladefläche zu gleiten. Wie sich in den nachfolgenden Berechnungen herausstellen wird, ist ein Verrutschen der Ladung nach vorne aufgrund der mangelhaften Ladungssicherung genauso gegeben.










Bewertung der vorgefundenen Sicherung:

Generell ist festzustellen, dass dieser Sattelanhänger für eine formschlüssige Sicherung durch Absteifungen völlig ungeeignet ist:

	Fehlende bzw. nicht ausreichend belastbare Ladeflächenbegrenzungen (keine Seitenwände, leichte Stirnwand) lassen es nicht zu, die Halbzeuge formschlüssig mittels Holzabsteifungen zu sichern.
	Fahrzeugbodenstruktur (Holz-Metallrahmen) und -material (Holzboden, 30 mm stark) eignen sich nicht für eine genagelte Sicherung mit Holzkeilen.
	Die unterschiedlichen Abmessungen und Gewichte bereiten Probleme beim Nebeneinanderstauen (Lastverteilung). In diesem Fall wird das Fahrzeug in Fahrtrichtung betrachtet auf der rechten Seite mehr belastet.

Sicherungswirkung der genagelten Sicherung in Längsrichtung (nach vorne, nach hinten):			Sicherungswirkung der genagelten Sicherung in Querrichtung:
Nicht nur die Wahl des Fahrzeugs ist dürftig, auch bei der Verwendung der Keile wurden gravierende Fehler gemacht. Die nachstehende Berechnung für die Sicherung nach vorne zeigt, dass lediglich 44% der erforderlichen Sicherungskraft aufgebracht werden:			Die nachstehende Berechnung für die Sicherung zur Seite zeigt, dass nur 60% der erforderlichen Sicherungskraft aufgebracht werden:
	Es gilt eine Trägheitskraft von 0,8 g* des Ladungsgewichtes in Längsrichtung zu sichern (d. h. 80% der Gewichtskraft der Ladung); erforderliche Sicherungskraft je Halbzeug nach vorne: a) 11.000 kg x 0,8 g = 8.800 daN b) 13.000 kg x 0,8 g = 10.400 daN * [g = 9,81 m/s2–> 10,0 m/s2]			Es gilt eine Trägheitskraft von 0,5 g* des Ladungsgewichtes in Querrichtung zu sichern (d. h. 50% der Gewichtskraft der Ladung); erforderliche Sicherungskraft zur Seite: 24.000 kg x 0,5 g = 12.000 daN * [g = 9,81 m/s2–> 10,0 m/s2]
	Sicherungskraft durch Reibung; angenommen wird ein Reibungsbeiwert zwischen Holz und Kupferhalbzeug von µ = 0,3: a) 11.000 kg x 0,3 g = 3.300 daN b) 13.000 kg x 0,3 g = 3.900 daN			Sicherungskraft durch Reibung; angenommen wird ein Reibungsbeiwert zwischen Holz und Holz/Metall-Kombination von µ = 0,3 angenommen: a) 24.000 kg x 0,3 g = 7.200 daN
	Als Zwischenergebnis ergibt sich eine noch fehlende Sicherungskraft von: a) 5.500 daN b) 6.500 daN			Als Zwischenergebnis ergibt sich eine noch fehlende Sicherungskraft von: 4.800 daN
	Sicherungswirkung der Keile: Obwohl die Keile falsch angelegt wurden, wird eine Sicherungskraft von 100 daN je Nagel angenommen. Pro Keil ergeben sich demnach 300 daN Sicherungskraft, d. h. 600 daN für jedes Halbzeug.			Sicherungswirkung der Keile: Die Unterleghölzer sind wie bereits zuvor beschrieben nicht mit den Fahrzeugboden verbunden, wodurch die Keile keine Sicherungswirkung erzielen.
	Fehlende Sicherungskraft: a) 5.500 daN – 600 daN = 4.900 daN b) 6.500 daN – 600 daN = 5.900 daN			Fehlende Sicherungskraft: 4.800 daN
	Insgesamt fehlen nach vorne 10.800 daN der erforderlichen Sicherungskraft von 19.200 daN.			In Querrichtung werden nur 7.200 daN der erforderlichen Sicherungskraft von 12.000 daN aufgebracht.
Sicherung nach hinten: Es gilt eine Trägheitskraft von 0,5 g* des Ladungsgewichtes nach hinten zu sichern (d. h. 50% der Gewichtskraft der Ladung); ohne Rechenweg:				Angenommen, die Unterleghölzer wären ordnungsgemäß am Fahrzeugboden befestigt, und die Sicherungswirkung der vier Keile (à drei Nägel) würden trotz der Mängel 300 daN betragen, so ergibt sich immer noch ein Defizit von 3.600 daN.
	Fehlende Sicherungkraft: a) 1.600 daN b) 2.300 daN Insgesamt fehlen nach hinten 3.900 daN der erforderlichen Sicherungskraft von 12.000 daN.

Die nachfolgenden Informationen sollen kurz darstellen, wie Holzkeile richtig einzusetzen sind:

Kistenkeile sind wie in Abbildung 7 skizziert anzubringen. Dabei ist darauf zu achten, dass pro Keil mindestens drei Nägel verwendet werden, und zwar ein Zugnagel und zwei Haltenägel. Zugnägel haben die Aufgabe, Keile eng an die Ladung heranzuziehen. Die Haltenägel nehmen die Kraft auf; sie sind senkrecht oder leicht gegen die Druckrichtung geneigt einzuschlagen. Scher- und Ausziehwiderstand der Nägel hängen von der Eindringtiefe in den Nageluntergrund, der Einschlagrichtung sowie Oberflächenbeschaffenheit des Nagels ab. Der Scher- und Ausziehwiderstand eines senkrecht eingeschlagenen Nagels von 5 mm Stärke, der 50 mm durch die Faserseite eines Holzes dringt, und eine Einschlagtiefe von mindetstens 40 mm in den Fahrzeugboden hat, beträgt rund 400 daN. Wichtig ist, dass die Faserseite des Holzes zum Nageln verwendet wird (vgl. Abbildungen 8 und 9). Das Nageln in die Hirnseite kann zu Rissbildungen beim Einschlagen führen und hat erfahrungsgemäß nur den halben Ausziehwiderstand wie ein faserseitig eingeschlagener Nagel.



 

Abbildung 8: Ein richtig gesägter Keil (Kistenkeil) ermöglicht das Einbringen von Nägeln in die Faserseite des Holzes.

Abbildung 9: Als Kistenkeil nicht verwendbar, da ins Hirnholz genagelt werden müsste. Dieser Keil, auf der roten Fläche abgelegt, wäre als Rohrkeil nutzbar. Die Faserseite könnte genagelt werden und die Anlegeseite ist abgeschrägt für zylindrische Güter.

Bei schweren Ladungen ist von einer genagelten Sicherung als alleinige Sicherungsmaßnahme abzusehen; es gibt zu viele Faktoren, die eine genaue Berechnung der Haltekraft eines Nagels beeinflussen:

	Beschaffenheit des Transportmittelbodens (z. B. Holzfestigkeit, Holzstärke, Holzfeuchtigkeit)
	Beschaffenheit des Festlegeholzes (z. B. Festigkeit, Stärke, Feuchtigkeit, Rissbildung)
	Beschaffenheit des Nagels (z. B. Durchmesser, Beschichtung)
	Durchdringtiefe ins Festlegeholz und Eindringtiefe in den Transportmittelboden

Fazit: Für diese Art der Ladung sind Fahrzeuge mit Rungen, verstärkter Stirnwand und / oder ausreichend dimensionierten Zurrpunkten einzusetzen. Die Ladung lässt sich so mit Hilfe von rutschhemmendem Material und Ausfüttern der Leerräume durch Holz oder durch Verwendung von Umspannungen effektiv und schnell sichern.



Darstellung effektiver Sicherungsmethoden

Fahrzeuge mit ausreichend dimensionierten Anschlag- bzw. Zurrpunkten und/oder genormten Stirn- und Seitenwänden ermöglichen die Anwendung verschiedener einfach durchzuführender Ladungssicherungstechniken. In den nachfolgenden Darstellungen soll lediglich ansatzweise gezeigt werden, welche Sicherungsmethoden in Frage kommen. Ob die Ladung nebeneinander oder übereinander gestaut wird, soll an dieser Stelle nicht Gegenstand der Diskussion sein.

Grundsätzlich sollte beachtet werden, dass Unterleghölzer immer breiter als hoch sind. Unterleger, die höher als breit sind begünstigen das Kippen; quadratische neigen zum Rollen. Des Weiteren sollten Unterleghölzer mit Rutschhemmenden Materialien kombiniert werden (vgl. Abbildung 10).



Bei der Verwendung von Rutschhemmenden Materialien kann es bei hohen Gewichten zu Materialveränderungen kommen, die sich negativ auf ihre Reibwerte auswirken. Daher wird bei den weiteren Betrachtungen der Reibungsbeitwert beim Einsatz von Antirutschmatten mit µ = 0,5 angenommen.
Die Lastverteilung verbietet ein direktes formschlüssiges heranladen an die Stirnwand des Fahrzeugs. Nach diesen Maßgaben wurden die nachstehenden Berechnungen für die Sicherung durch „Umspannungen (V-Spannungen)“ und „Holzabstützungen gegen die Stirnwand“ durchgeführt:

I. Sicherung in Längsrichtung (nach vorne, nach hinten):			II. Sicherung in Querrichtung:
	Es gilt eine Trägheitskraft von 0,8 g* des Ladungsgewichtes in Längsrichtung zu sichern (d. h. 80% der Gewichtskraft der Ladung); erforderliche Sicherungskraft nach vorne: a) 11.000 kg x 0,8 g = 8.800 daN b) 13.000 kg x 0,8 g = 10.400 daN * [g = 9,81 m/s2–> 10,0 m/s2]			Es gilt eine Trägheitskraft von 0,5 g* des Ladungsgewichtes in Querrichtung zu sichern (d. h. 50% der Gewichtskraft der Ladung); erforderliche Sicherungskraft zur Seite: 24.000 kg x 0,5 g = 12.000 daN * [g = 9,81 m/s2–> 10,0 m/s2]
	Sicherungskraft durch Reibung; µ = 0,5: a) 11.000 kg x 0,5 g = 5.500 daN b) 13.000 kg x 0,5 g = 6.500 daN			Sicherungskraft durch Reibung; µ = 0,5: 24.000 kg x 0,5 g = 12.000 daN
	Als Zwischenergebnis ergibt sich eine noch fehlende Sicherungskraft von: a) 3.300 daN b) 3.900 daN			Rechnerisch reicht die Reibungskraft aus, um die Ladung in Querrichtung zu sichern. Dennoch sollten zur Erhöhung der Sicherheit Sicherungsmaßnahmen getroffen werden.
Berechnung zweier Sicherungsmethoden, um die fehlende Sicherungskraft aufzubringen:
	I. a) Längsrichtung: Umspannungen (V-Spannungen) mit Zurrgurten: Davon ausgehend, dass die Ladungssicherungspunkte eines Fahrzeugs eine Lash capacity (LC) von 2.000 daN haben und jeder Gurt auf zwei verschiedene Ladungssicherungspunkte gesetzt wird, sollten je Halbzeug zwei V-Spannungen zur Sicherung nach vorne eingesetzt werden. Eine Umspannung an jeweils zwei Ladungssicherungspunkten angebracht liefert eine Sicherungskraft von 1 x 2 x 2.000 daN = 4.000 daN. Durch die Spreizwinkel gehen maximal 10-20% Sicherungskraft verloren, so dass im ungünstigsten Fall 3.200 daN pro Umspannung als Sicherungskraft zur Verfügung stehen (vgl. Abbildung 11). Bei vier Umspannungen stehen für jedes Halbzeug 6.400 daN Sicherungskraft zur Verfügung.			II. a) Querrichtung: Umspannungen (V-Spannungen) mit Zurrgurten: Davon ausgehend, dass die Ladungssicherungspunkte des Fahrzeugs eine Lash capacity (LC) von 2.000 daN haben und jeder Gurt auf zwei verschiedene Ladungssicherungspunkte gesetzt wird, sollten zu jeder Seite zwei V-Spannungen zur Sicherung eingesetzt werden. Zwei Umspannungen an jeweils zwei Ladungssicherungspunkten angebracht liefern eine Sicherungskraft von 2 x 2 x 2.000 daN = 8.000 daN. Durch die Spreizwinkel gehen maximal 10-20% Sicherungskraft verloren, so dass zusätzlich 6.400 daN zur Sicherung zur Verfügung stehen (vgl. Abbildung 12).
	I. b) Längsrichtung: Formschluss zur Ladeflächenbegrenzung (Stirnwand) durch Holzabstützungen: Angenommen, die Stirnwand ist gemäß Normung mit 40% der zulässigen Nutzlast belastbar und wird, wie in Abbildung 13 dargstellt, gleichmäßig belastet, so ergibt sich eine Belastbarkeit von 0,4 x 24.000 kg = 9.600 kg –> 9.600 daN. Die fehlende Sicherungskraft von insgesamt 7.200 daN wird also erbracht.			II. b) Querrichtung: Formschluss zur Ladeflächenbegrenzung (z. B. Rungen) durch Holzabstützungen: Angenommen, eine seitliche Ladeflächenbegrenzung bestehend aus 6 Rungen ist gemäß Normung mit 30% der zulässigen Nutzlast belastbar, so ergibt sich je Runge eine Belastbarkeit von 0,3 x 24.000 kg / 6 Rungen = 1.200 kg –> 1.200 daN je Runge. Abbildung 14 zeigt, wie die Ladung gegen die Rungen abgestützt werden kann.
	Die Abbildungen 15 und 16 zeigen weitere Sicherungsformen in Längsrichtung.
	Sicherung nach hinten: Es gilt eine Trägheitskraft von 0,5 g* des Ladungsgewichtes nach hinten zu sichern (d. h. 50% der Gewichtskraft der Ladung). Beide Halbzeuge zusammengefasst betrachtet; ohne Rechenweg: Erfoderliche Sicherungskraft abzüglich der Sicherungskraft durch Reibung (µ = 0,5) ergibt: 12.000 daN – 12.000 daN = 0 Die Ladung wird rückwärtig allein durch Reibkraft gehalten, dennoch sollten zur Erhöhung der Sicherheit Sicherungsmaßnahmen getroffen werden (z. B. V-Spannungen oder Abstützung gegen Rungen).

Skizzierungen zu den zuvor beschriebenen Berechnungen:























[bvd]



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