3.4  Versuchsergebnisse

3.4.1  Einleitung

In den insgesamt 15 Versuchen konnten zweimal größere Schwallbewegungen festgestellt werden. Die Versuche 6 und 10 haben eine Schwallbewegung gezeigt, Abb. 3.23.

Das Zufallsereignis der ersten Versuchsreihe konnte damit für zwei verschiedenartige (unterschiedliche Durchmesser und Holzart) reproduziert werden.

Weiterhin konnte bei einzelnen Versuchen beobachtet werden, dass es zu einem Rollen einzelner oben liegender Stämme kommen kann. Entsprechend der Festlegung des Begriffs „Schwall“ sollen solche Vorgänge nicht als Schwall bezeichnet werden.

3.4.2  Schwallereignisse

Die Schwallbewegung wurde durch Vollbremsvorgänge ausgelöst. Der Fichtenstapel war unverdichtet. Für die beiden Versuche mit Schwallereignissen wurden folgende Werte ermittelt:

Ingesamt wurden bei den 15 Versuchen je einmal bei Fichte (Versuch 11, Nullprobe) und einmal bei Pappel (Versuch 6) Schwall festgestellt, obwohl die Verzögerungen weit unter 0,8 g lagen, Anhang 4.

In Papenburg wurden mit einem DB-LKW vom Typ 950.14 Verzögerungen von 7,5 m/s² erreicht. In dem Pappenburgversuch wurde eine mehrere Sekunden dauernde Verzögerung und nicht eine 80 ms-Verzögerung erreicht.

Die Abb. 3.23 zeigt das Ergebnis im Versuch 10. Der Stapel fällt nach hinten zum Ende des Aufliegers schräg ab. Einige Stämme hinten lagen in Schräglage. Dargestellt ist in der Abbildung in etwa die höchste Ausbildung der "Schwallwelle". Zur Schwallentwicklung werden Ausführungen im Anhang 2 gemacht.

Abbildung 3.23

Die Situation wird auch durch folgenden Videotrailer verdeutlicht:

   Videotrailer (2 MB)

Aus dem Diagramm Abb. A 2.1 Anhang 2 ist erkennbar, dass sich eine sinusförmige Kurve durch Aufstauen bildet, die bei gleichzeitigem Ansteigen des Scheitelpunkts nach vorn wandert. Bei Stillstand des Fahrzeugs hört die horizontale Bewegung auf; die Stämme fallen auf die Ladefläche zurück.

3.4.3  Schwallauslösung

Durch eine starke Bremsung kommt die Ladungsmasse in Bewegung. Da die Ladung auf der gesamten Länge Spielräume hat, beginnt die Ladung sich nach vorn zu bewegen.

Abb. 3.24 zeigt im Vergleich einen Ausschnitt der Ladung Pappelholz in den Versuchen 4, 6 und 8 vor dem Versuch. Erkennbar ist aus der Stauung vorn an der Stirnwand (jeweils im Bild links), dass im Versuch 6 ein Schwall zu erwarten ist! Die Schubkraft der Ladung in Ladeflächennähe setzt sich nicht parallel zur Ladefläche zur Stirnwand hin fort. Folgerichtig kommt es in Versuch 6 vor der Stirnwand zu einem Schwallereignis.

Versuch 4 ohne Schwall	Versuch 6 Schwall	Versuch 8 ohne Schwall
Abbildung 3.24 – Pappelstämme

Wenn bei größeren Stammdurchmessern die Stauung hinter der Stirnwand, wie in Abb. 3.24 rechts, (Pappel) vorgenommen wird, wird es schwerer zu einem Schwallereignis kommen. Abb. 3.25 zeigt die Schwallentwicklung im Versuch 6 (Pappelstämme).

Phase 1	Phase 2
Abbildung 3.25 – Schwallentwicklung Versuch 6

Auch hierzu verdeutlicht ein Videofilm die Situation:

   Videotrailer (1,1 MB)

3.4.4  Einflussgrößen für Schwallauslösung

Von Bedeutung ist auch der 5. Versuch. Von Einfluß für eine Auslösung können neben der Stapellänge, der Stapelhöhe auch der Verdichtungsgrad, die Stauungsgüte oder der Stammdurchmesser sein. In den weiteren Versuchen wurde die Ladungsmasse halbiert und nur in der vorderen Sektion (ca. 5 m lang) gestaut. Bei einem Versuch konnte kein Schwall festgestellt werden. Diese Versuche haben gezeigt, dass die Schwallgefahr sinkt, wenn die Stapellänge reduziert wird.

In den weiteren Versuchen wurden Rungen in der Mitte der Ladefläche entfernt und die Ladung auf die gesamte Fläche verteilt, Abb. 3.26. Damit war die Stapelhöhe dann auf nur noch ca. 1 m Höhe reduziert.

Abbildung 3.26

3.4.5  Schwallentwicklung

Abb. 3.27 zeigt, dass sich vor der Stirnwand ein Keil (= "Auflaufkeil") bildet, der mit ca. 50 Grad von dem Punkt abfällt, der ursprünglich von der flach gestauten Ladung gebildet wurde. Die Abb. 3.27 zeigt im Vergleich zu Abb. 3.25 die Schwallentwicklung bei dem Kurzholz mit dem ca. 20 cm-Durchmesser. Von hinten schiebt die Ladung nach, so dass sich die Stämme auftürmen. Ausführungen dazu werden im Anhang 2 gemacht. Die helle Linie zeigt den "Auflaufkeil" an, der sich hinter der Stirnwand bildet.

Abbildung 3.27

Die Schwallauslösung, -entstehung und der -ablauf3) waren bei beiden Ladungen 6 und 11 im Prinzip gleich, fiel jedoch unterschiedlich stark aus. In dem Stapel mit den im Durchschnitt kleineren Durchmessern war die Schwallwelle deutlich größer (Abb. 3.27).

3.4.6  Stirnwandbelastung

In dem Versuch 6 sollte zusätzlich untersucht werden, inwieweit eine Stirnwand (oder Rungen) sich bei einer Vollbremsung unter der Belastung aus dem Ladungsschub durchbiegt. Da eine Kraftmessung teuer und zeitaufwendig ist, wurde hilfsweise die an den Rungenspitzen auftretende Verbiegung über eine Fadenverlängerung gemessen. An den Rungen wurde ein Querbalken befestigt, von dem aus etwa unter 45 Grad ein Kunststofffaden zum Rahmen lief, Abb. 3.28 und 3.29.

Abbildung 3.28

Abbildung 3.29

Der Faden wurde am Rahmen mit Klebeband befestigt und markiert. Der Faden hatte nur eine geringe Dehnfähigkeit. Nach dem Versuch wurde ein Auszug von ca. 10 mm (Pfeil in Abb. 3.29) festgestellt. Die Ladung muss sich um einen geringen Weg verschoben haben. Da der Faden nach dem Versuch straff gespannt war, wird deutlich, dass zumindest ein Teil der Schubkraft immer noch an der Stirnwand anstand.

3.4.7  Rollen

Ein Rollen oben liegender Stämme wurde in keinem der Versuche beobachtet. Nur wenn sich eine Schwallbewegung ausbildet, sind natürlich auch oben liegende Stämme beteiligt.

3.4.8  Längsgurte

Bei allen Schwallversuchen wurde die Ladung mit zwei Längsgurten (50 mm) niedergezurrt. Bei den Roll- und Schwallereignissen dieser Versuche war eine Niederzurrwirkung nicht gegeben. Selbst bei dem "großen" Schwallereignis im Versuch 11 waren die Gurte wirkungslos, weil sich keine größeren Umschlingungswinkel ausbilden konnten und deshalb auch keine Rückhaltewirkung gegen Schwallausbildung und Ablauf gegeben ist. Für die Auflaufwelle holt sich der Gurt die "Lose" von hinten nach vorn. Ein Gurt, der als Niederzurrung eingesetzt wird, macht in erster Näherung die Schwallbewegung eins zu eins mit.

Allerdings wirken die Gurte als Auffangvorrichtung gegen Stämme, die auf der "Schwallwelle" nach vorn rollenden Stämme. Die Gurte sind dafür allerdings nicht ausgelegt.

3.4.9  Verdichtungsgrad

Eine Ermittlung der Q-Zahl für die Versuche 6 und 7 wurde vorgenommen. Die Verdichtung spielt bei der Ausbildung von Schwall eine Rolle4). Je dichter ein Stapel gestaut wurde, desto weniger neigt er zum Schwallen. Umgekehrt kann gefolgert werden, dass ein Schwall leichter auftritt, wenn dünne Stämme nicht verdichtet und flach gestaut werden.

3.4.10  Seitliches Herabfallen

Nach dem Versuch konnte festgestellt werden, dass einige Stämme hinten schräg auf der Ladefläche lagen. Ein seitliches Herabfallen ist bei einer Geradeausbremsung nicht zu erwarten. Wird allerdings die Bremsung mit einem Ausweichmanöver verbunden sein, ist ein seitliches Herabfallen nicht auszuschließen.