Foto des Monats – November 2008

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Ab ins Grüne…

Abbildung 1 [Wolfgang Jaspers]

Lang gezogene Kurven sind ein guter, aber kein harter Test für die seitliche Ladungssicherung. Das vorliegende Ergebnis einer unzureichenden Ladungssicherung ist ein hervorragendes Beispiel für die "Macht" der Kurven bzw. für die Wirkung "guter" Ladungssicherung.

Die detaillierte Analyse der vorhandenen Ladungssicherung ist das zentrale Anliegen des "Foto des Monats – November". Zum Ende dieser Kolumne werden wir noch einige Ideen zu einer guten Ladungssicherung besprechen.

Abbildung 2 [Wolfgang Jaspers]

Zuerst die Fakten: Das Fahrzeug, ein Auflieger, ausgerüstet mit sieben Ladungssicherungswinden. Alle Winden waren auf der linken Fahrzeugseite angebracht, auf denen ein 16 mm Stahldraht zur Ladungssicherung bereit gehalten wurde. Nach vorne bestand teilweise (untere Lage) Formschluss zu zwei Steckrungen, die in der Mitte des Fahrzeugs vor der Ladung platziert waren. Zwischen den Steckrungen und der Ladung waren mehrere quadratische Kanthölzer gestapelt. Diese Hölzer können, ausreichend stabile Steckrungen vorausgesetzt, eine gute „künstliche“ Stirnwand ergeben, an die zumindest die untere Ladungslage trefflich angeladen werden kann. Unter der Ladung und zwischen der Ladung lagen ebenfalls quadratische Kanthölzer, zu deren Tücken ich später noch Weiteres ausführen werde.

Die Ladungssicherung bestand aus sieben Niederzurrungen, reibungserhöhendem Material (Holz) und einer künstlichen Stirnwand. Eigentlich Voraussetzungen, die sich nicht nur gut anhören, sondern zunächst vom Materialaufwand her eine gute verkehrssichere Ladungssicherung ermöglicht hätten.

Abbildung 3 [Wolfgang Jaspers]

Die Ladung bestand aus Stahlbauteilen, die, vereinfacht ausgedrückt, als T-Träger beschrieben werden können. Überliefert ist eine gesamte Masse von 24.000 kg. So ist anzunehmen, dass jeder der T-Träger ca. 5.800 kg wog. Die Oberfläche der Träger war lackiert, was uns bei der Einschätzung der Reibung (Holz / Stahlteile) mehr zu 0,2 μ tendieren lässt, als zu 0,3 μ. In Abhängigkeit von der Oberfläche sind selbst 0,2 μ gegebenenfalls noch großzügig veranschlagt.

Die Zwischen- und Unterlagen aus quadratischen Kanthölzern sind aus Sicht des Ladungsschutzes gut gemeint, aber aus Sicht der Ladungssicherung sogar gefährlich. Die quadratische Form ist geometrisch dem Kreis sehr nahe. Durch diese Nähe zum Kreis "rollen" quadratische Hölzer sehr leicht. Ein praktischer Versuch bringt dem ungläubigen Leser verblüffende Erkenntnisse.

Versuch:
Man nehme ein 9 x 9-Kantholz von einer Länge von bis zu einem halben Meter. Man lege es auf eine glatte Unterlage und trete mit festem Schuhwerk kräftig gegen das Holz. Wobei ein Tritt gegen das obere Drittel beste Versuchsergebnisse erbringt.

Haftungsausschluss des GDV:
Der GDV haftet nicht bei Verletzungen der Versuchspersonen jedweder Art, die diese sich bei der Durchführung des Versuches zuziehen. Wer sich die Mühe eines eigenen Versuches ersparen will, dem sei das Ergebnis an dieser Stelle mitgeteilt. Das Holz wird je nach Geschick der versuchsdurchführenden Person mehrere Meter "rollen".

Die Ladungssicherung selbst:
Die Idee, Formschluss durch eine künstliche Stirnwand herzustellen, ist sehr gut. Die Idee, Stahlträger mittels Niederzurrungen zu sichern, ist eine Schnapsidee. Nach dieser etwas provokanten Aussage bzw. Beurteilung dürstet es den geneigten Ladungssicherungsinteressierten nach einer Erklärung, die jetzt folgt.

Abbildung 4 [Wolfgang Jaspers]

Stahldraht wohnt ein martialischer Mythos inne. Stahl vermittelt Stärke, Härte und Haltbarkeit. Das stimmt unter bestimmten Voraussetzungen auch, aber der Stahldraht ist aus ladungssicherungstechnischer Sicht die größte "Mimose", denn er verübelt jegliche Misshandlung an scharfen Kanten, ja sogar ein chaotisches Aufwickeln unter Last auf der Winde selbst kann die Drähte schädigen. Dazu kommt, dass Drähte aufgrund ihrer geringen Elastizität für eine Niederzurrung denkbar ungeeignet sind. Den einzigen Job, den Drähte mit entsprechendem Kantenschutz gut erledigen, sind Direktzurrungen. Werden Ladungssicherungsdrähte auf Winden zur Ladungssicherung auf LKW angeboten, sind es meist 16 mm-Drähte mit einer LC von 1.600 bis 1.800 daN. Das sind Werte, die unter denen von herkömmlich verwendeten Gurten liegen, obwohl Drähte mit Gurten nicht zu vergleichen sind.

Zur Vorspannung:
Die Vorspannung ist essentiell für die Niederzurrungen. Für Gurte kann man, soweit nichts anderes auf ihrem Label vermerkt ist, 10% der Lashing Capacity (LC) als erreichbare Vorspannung annehmen. Bei sieben Drähten mit einer LC von 1.600 daN wären das 1.150 daN. Maximal darf eine Vorspannung von 50% der LC angenommen werden. Das wären auf der Zugseite 7 x 800 daN = 5.600 daN und für die gegenüberliegende Seite 5.600 daN x 0,5 (K-Wert) = 2800 daN. So ist mit den Drähten eine absolute und maximale Vorspannung von 8.400 daN zu erreichen. Toll? Nein, das ist nicht wirklich hervorragend, denn 1.) hat der Ladungssicherungskolumnist (einigermaßen erfahren) auf Straßenfahrzeugen noch nie einen Draht gesehen, der eine annähernd hohe Vorspannung (während einer LKW-Kontrolle) aufzuweisen gehabt hätte, was u.a. auch dem Setzungsvermögen der Ladung und der geringen Elastizität der Drähte geschuldet ist. 2.) Wäre ohne ausreichenden Kantenschutz der Draht durch die "scharfen" Kanten nachhaltig geschädigt worden und ggf. dadurch schon ablegereif. Betrachten wir die Wirkung der Vorspannung bei einem angenommenen Gleitreibwert von μ = 0,2. Dazu nehmen wir die nicht sehr realistische Vorspannung von 8.400 daN x 0,2 = 1.680 daN Sicherungskraft. Da nach vorne (zumindest in der unteren Lage) Formschluss unterstellt werden kann, betrachten wir an dieser Stelle nur die seitliche Ladungssicherung. Bei einer Reibung von μ = 0,2 müsste noch das 0,3-fache der Ladung gesichert werden. Das entspricht 7.200 daN. Nehmen wir 0,3 μ als Gleitreibung an, was ich wie vorne schon ausgeführt für mehr als bedenklich halte, muss noch das 0,2-fache der Ladung, nämlich 4.800 daN gesichert werden.

Bei 0,2 μ können mit einer Vorspannung von 8.400 daN eine Sicherungskraft von 1.680 daN und mit 0,3 μ mit der gleichen Vorspannung eine Sicherungskraft von 2.520 daN erreicht werden. In beiden Fällen ist der Unterschied zwischen Soll und Ist katastrophal hoch, trotz unserer angenommenen hohen Vorspannung. Die Berücksichtigung des Zurrwinkels ersparen wir uns an dieser Stelle, denn ihre schwächende Wirkung wäre < 10% gewesen.

Der erfahrene Ladungsicherungskolumnist hält einen besonderen geometrischen Umstand noch mit für ausschlaggebend für diesen Unfall. Die T-Träger standen auf dem Kopf und waren siebenfach überspannt. Die Niederzurrungen haben durch ihre Vorspannung diagonal nach innen gerichtete Kräfte generiert, die die Träger "zusammendrückten". Es ist anzunehmen, dass die Träger bei einer zusätzlichen seitlichen Beschleunigung zusammengekippt sind. In diesem Moment hat sich der Umfang der Ladung schlagartig verkleinert und die Vorspannung der Ladungssicherungsmittel war in diesem Moment Null. Durch diesen unglücklichen Umstand war für die Stahlträger die Bahn zum Ausflug ins Grüne frei. Die losen Drähte waren für die in Fahrt gekommenen T-Träger aufgebaute kinetische Energie kein Hindernis mehr; sie wurden durchtrennt.

Wie kann eine derartige Ladung verbessert werden?

Das Grundübel ist die Geometrie der T-Träger. Sie können mit eingehängten Distanzstücken gegenseitig auf Abstand gehalten werden.

Abbildung 5 [Wolfgang Jaspers]

Abbildung 6 [Wolfgang Jaspers]

Wird mit Hilfe dieser Distanzstücke ein Zusammenkippen der Stahlträger unter Last verhindert, können diese mit Umspannungen gut gesichert werden. Diese Direktsicherung durch Umspannung kann auch durch Stahldrähte erfolgen. Dazu müssen diese aber auf beiden Fahrzeugseiten zur Verfügung stehen. Die erste Lage wurde bislang von uns recht stiefmütterlich behandelt. Sie ist aber auch mit Umspannungen bzw. Direktsicherung einfach und gut zu sichern. Wären jetzt noch die quadratischen Unterleger aus Holz durch bohlenformatige Unterleger ersetzt, kann dem Verrollen der Ladung bestmöglichst begegnet werden.

Übrigens, eine hohe Reibung ist immer wünschenswert, auch wenn die Sicherung der Ladung mittels Direktsicherung erfolgt. Bei Stahlprodukten empfehlen wir fast grundsätzlich Schwerlastmatten, aber selbst hier ist darauf zu achten, dass auch diese nicht überlastet werden.

Anmerkung für die kritischen Leser des Fotos des Monats:
Wie haben auf die detaillierte Prüfung der Ladungssicherung nach vorne und gegen die Fahrtrichtung verzichtet um die Kolumne nicht zu überlasten, auch eine ausufernde Diskussion über die tatsächliche Reibung vor Ort haben wir aus den gleichen Beweggründen unterlassen.

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