Bleche – einfach zu sichern?
(ein Beitrag von Herrn Kapitän Winfried Strauch)


Inhaltsverzeichnis

	Mangelhafte Ladungssicherung
	Gegen welche Kräfte muss im Straßenverkehr gesichert werden?
	Wie groß müssten die Sicherungskräfte im vorliegenden Fall ausfallen ?
	Wie sieht die Kräftebilanz für die unteren Bleche aus ?
	Wie sieht die Kräftebilanz für das oben aufliegende Blech aus ?
	Wie kann die gesamte Blechladung besser gesichert werden ?
	Wie können derartige Blechtransporte optimiert werden ?

Mangelhafte Ladungssicherung kann fatale Unfälle verursachen. Die ungenügende Ausrüstung und Ausstattung von Fahrzeugen sowie die mangelhafte Ausbildung der Beteiligten vermindert die Sicherheit und die Produktivität von Transportdienstleitstern. Anhand eines Blechtransportes soll diese These gestützt werden. Überdies wird verdeutlicht, dass Niederzurrungen kaum zur Ladungssicherung derartiger Ladungen geeignet sind, da sie auf Kraft- bzw. Reibschluss basieren. Formschlüssige Sicherungen sind zu bevorzugen.

Die Ladung besteht aus fünf gleich langen Grobblechen mit einer Gewichtskraft von insgesamt ca. 24.000 daN. Vier der Bleche entsprechen in etwa der Breite des Sattelanhängers und sind gleich dick, eines von ca. 2.100 mm Breite ist in etwa halb so dick und hat eine Gewichtskraft von ca. 2.000 daN. Die prinzipielle Verladeart und Sicherungsmethode ist hier skizziert:

[Kapt. W. Strauch]

Der verwendete Sattelauflieger ist mit sechs Zurrwinden ausgestattet, die sämtlich auf der linken Fahrzeugseite montiert – und entgegen den berufsgenossenschaftlichen Bestimmungen nicht rückschlagsicher ausgeführt sind.

[Kapt. W. Strauch]

Die Konstruktion und Anbringung der Winden erlaubt nur ein kraft- bzw. reibschlüssiges Sichern von Ladungen in Form von Niederzurrungen.

Um mit derartigen Winden formschlüssig sichern zu können, müssten sie wechselseitig angebracht, mit Führungen versehen sein und es überdies erlauben, mehr Draht aufzuwickeln.

Die größeren Längen erlauben es seitliche Umspannungen zu setzen, die jeweils von einer Seite um die Ladung herum zur gleichen Seite zurückkehren:






Führungen für die Drähte würden es erlauben, auch in Längsrichtung mit Umspannungen sichern zu können.







Das für derartige Sicherungen mehr Zurrmittellänge als bei Niederzurrungen benötigt wird, ist offensichtlich.

Bei diesem Fahrzeug sind die vorgesehenen Befestigungsmöglichkeiten auf der rechten Fahrzeugseite nicht durchdacht:

[Kapt. W. Strauch]

Eingeschränkte Nutzungsmöglichkeiten und Verstöße gegen die Unfallverhütungsvorschriften bzw. gängigen Normen sind die Folge:

[Kapt. W. Strauch]

Die Haken zum Einhängen der Kausch sind so ungünstig gesetzt, dass die Kausch aus dem Drahtauge gehebelt wird.





Karabinerhaken als Endbeschläge für Zurrwinden lassen den schnellen Austausch spezieller Sicherungselemente zu – wie hier den Einsatz einer Klaue zur Sicherung dünner Bleche bzw. von Betonstahlmatten.



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Gegen welche Kräfte muss im Straßenverkehr gesichert werden?


Für Deutschland sind die Werte in den VDI-Richtlinien festgelegt. Bezogen auf die Gewichtskraft G sind das im Straßenverkehr:

Vorwärts wirkende Kräfte	Rückwärts wirkende Kräfte	Seitwärts wirkende Kräfte
0,8 G	0,5 G	0,5 G

Vertikalkräfte infolge entstehender Beschleunigungen beim Überfahren von Bodenwellen, Schlaglöchern, Fahrzeugschwingungen und ähnlichem lassen die VDI-Richtlinien bedingt außer Betracht. Den in der Tabelle genannten Trägheitskräften wirken Reibungskräfte entgegen. Die Differenzkräfte sind als erforderliche Sicherungskräfte anzusehen.



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Wie groß müssten die Sicherungskräfte im vorliegenden Fall ausfallen ?






Sowohl für die Gesamtladung als auch für das oben aufliegende Blech sind die erforderlichen Sicherungskräfte für unterschiedliche Gleitreibbeiwerte in den folgenden Tabellen wiedergegeben:

(Alle Kräfte in daN)	Untere Bleche	Einzelblech
Gewichtskraft G	22.000	2.000
Trägheitskraft in Vorausrichtung (0,8 G)	17.600	1.600
Reibungskraft bei Gleitreibbeiwert von μ = 0,3	6.600	600
Erforderliche Sicherungskraft nach vorn	11.000	1.000

(Alle Kräfte in daN)	Untere Bleche	Einzelblech
Gewichtskraft G	22.000	2.000
Trägheitskraft seitlich und nach hinten (0,5 G)	11.000	1.000
Reibungskraft bei Gleitreibbeiwert von μ = 0,3	6.600	600
Erforderl. Sicherungskraft seitlich und nach hinten	4.400	400

(Alle Kräfte in daN)	Untere Bleche	Einzelblech
Gewichtskraft G	22.000	2.000
Trägheitskraft in Vorausrichtung (0,8 G)	17.600	1.600
Reibungskraft bei Gleitreibbeiwert von μ = 0,2	4.400	400
Erforderliche Sicherungskraft nach vorn	13.200	1.200

(Alle Kräfte in daN)	Untere Bleche	Einzelblech
Gewichtskraft G	22.000	2.000
Trägheitskraft seitlich und nach hinten (0,5 G)	11.000	1.000
Reibungskraft bei Gleitreibbeiwert von μ = 0,2	4.400	400
Erforderl. Sicherungskraft seitlich und nach hinten	6.600	600

(Alle Kräfte in daN)	Untere Bleche	Einzelblech
Gewichtskraft G	22.000	2.000
Trägheitskraft in Vorausrichtung (0,8 G)	17.600	1.600
Reibungskraft bei Gleitreibbeiwert von μ = 0,1	2.200	200
Erforderliche Sicherungskraft nach vorn	15.400	1.400

(Alle Kräfte in daN)	Untere Bleche	Einzelblech
Gewichtskraft G	22.000	2.000
Trägheitskraft seitlich und nach hinten (0,5 G)	11.000	1.000
Reibungskraft bei Gleitreibbeiwert von μ = 0,1	2.200	200
Erforderl. Sicherungskraft seitlich und nach hinten	8.800	800

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Wie sieht die Kräftebilanz für die unteren Bleche aus ?


Für die folgende Tabelle wurden unterschiedliche Vorspannungen angenommen und die damit zu erzielenden Sicherungskräfte je Niederzurrung ermittelt; und zwar für eine Reibung von 30%, 20% und 10%. Alle Kräfte sind in Deka-Newton angegeben.

Gesamtvorspannung einer Niederzurrung	Zusätzliche Reibungskräfte bei einem Gleitreibbeiwert von
	μ = 0,3	μ = 0,2	μ = 0,1
2.000	600	400	200
1.000	300	200	100
500	150	100	50

Selbst wenn eine unrealistisch hohe Vorspannkraft von 2.000 daN pro Niederzurrung angenommen wird, ergeben sich in allen Fällen deutliche Sicherungsdefizite sowohl für die Längs- als auch Quersicherung.

Bei einem Gleitreib- beiwert von μ =	Erforderliche Sicherungskräfte	Erreichbare Sicherungskräfte	Sicherungsdefizit
0,3	11.000	2.400	8.600
0,2	13.200	1.600	11.600
0,1	15.400	800	14.600

Bei einem Gleitreib- beiwert von μ =	Erforderliche Sicherungskräfte	Erreichbare Sicherungskräfte	Sicherungsdefizit
0,3	4.400	2.400	2.000
0,2	6.600	1.600	5.000
0,1	8.800	800	8.000

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Wie sieht die Kräftebilanz für das oben aufliegende Blech aus ?


Werden Niederzurrungen nicht senkrecht geführt, wird nur noch der Vertikalanteil der Vorspannung wirksam. Je kleiner der Zurrwinkel α, um so kleiner die Vertikalkomponenten. Der rechnerische Zusammenhang ist: Vertikalkomponente = Vorspannung · sin α. Außerdem gilt: Zusätzliche Reibungskräfte = Vertikalkomponente · Gleitreibbeiwert. Je geringer demnach die μ-Werte ausfallen, umso geringer sind die erreichbaren Sicherungskräfte.





Da das oben aufliegende Blech schmaler als die darunter gepackten Bleche ist, entsteht ein Zurrwinkel α und somit ein Vertikalanteil der Niederzurrung, der deutlich kleiner als die Vorspannung ist:




Der Zurrwinkel α von ca. 5,5° ist in der Praxis kaum zu messen. Bei Verwendung üblicher Formeln müsste der Vertikalanteil der Niederzurrung. über den Sinus des Zurrwinkels α bestimmt werden.




Einfacher, schneller und genauer ist die Bestimmung über die Dreieckseiten. Die wirksame Höhe der Niederzurrung ist durch die Dicke des aufgelegten Bleches von 20 mm bestimmt. Die wirksame Länge der Niederzurrung in Hinblick auf die Sicherung des aufgelegten Bleches wird mit 210 mm gemessen. Der Quotient aus diesen beiden Werten ist der Sinus des Zurrwinkels – und somit den Vertikalanteil der Niederzurrung. Die vier Niederzurrungen können demnach maximal Sicherungskräfte in Höhe von 228,57 daN ausüben. Errechnet wurde dieser Wert aus 4 Niederzurrungen · 2.000 daN Vorspannung pro Niederzurrung · (20 mm : 210 mm) · 0,3 Gleitreibbeiwert. Selbst unter diesen Idealvoraussetzungen des großen Gleitreibbeiwertes von μ = 0,3 und der hohen Vorspannung von 2.000 daN pro Niederzurrung ist die Sicherung mangelhaft, da nach Tabelle 1 nach vorn 1.000 daN und nach hinten sowie zu den Seiten 400 daN erforderlich wären.

Nun zu einer praxisnahen Kalkulation: Da bei einem offenen Fahrzeug im Verlauf der Beförderung eventuell mit Niederschlägen gerechnet werden muss, ist der beispielhaft angenommene Gleitreibbeiwert μ = 0,3 zu hoch angesetzt. Außerdem sind an Blechen Walzhautreste erkennbar, die glatte Stellen und teilweise Abplatzungen auf den Blechen hinterließen. Auch die idealisiert angenommene Gesamtvorspannung von 2.000 daN pro Niederzurrung wird in der Praxis nicht erreicht und bzw. oder kann nicht während des gesamten Transportes gehalten werden können, weil die Drähte sich im Fahrbetrieb längen. Realistische Werte dürften bei 500 daN pro Niederzurrung liegen. Wird die Kalkulation für 500 daN Vorspannung bei μ = 0,1 wiederholt ergibt sich eine Sicherungskraft von 19 daN. Errechnet aus 4 Niederzurrungen · 500 da/N Vorspannung je Niederzurrung x 20 mm wirksamer Vertikalanteil : 210 mm wirksame Zurrmittellänge x 0,1 Gleitreibbeiwert.

Um das obere Blech gegen Ausschießen in rück- und seitwärtiger Richtung zu sichern, wären ca. 40 (!) Niederzurrungen erforderlich – zur Sicherung gegen Ausschießen in Vorausrichtung sogar 70 (!). In Worten: "Siebzig!"


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Wie kann die gesamte Blechladung besser gesichert werden ?


Es wird von einer Gewichtskraft der gesamten Blechladung in Höhe von 24.000 daN bei einem Gleitreibbeiwert von μ = 0,1 ausgegangen, sind Sicherungskräfte von 16.800 daN in Vorausrichtung und 9.600 daN rück- und seitwärts erforderlich. Bei entsprechend ausgerüsteten Fahrzeugen ist eine Sicherung in relativ kurzer Zeit erledigt.

Als seitliche Sicherung kommen je nach Lashing Capacity der Zurrpunkte, Zurrmittel und der anderen Ausrüstungsgegenstände des Fahrzeugs unterschiedliche Sicherungsmöglichkeiten in Betracht:




Zwei bis drei Umspannungen zu jeder Seite aus Zurrgurten oder Drähten mit Kantenschützern bzw. aus Zurrketten sind ausreichend.





Mit einem Zurrmittel von 2.000 daN zulässiger Zurrkraft können 4.000 daN Zurrkraft erreicht werden, wenn beide Parten beim "Herumnehmen" um die Ladung parallel laufen wie in der Skizze bei 1. Das setzt jedoch voraus, dass die zulässige Zurrkraft des Zurrpunktes, an dem beide Enden des Zurrmittels befestigt werden, doppelt so hoch ist wie die zulässige Zurrkraft des Zurrmittels. Ein eher seltener Fall.

Bei sehr kleinen Winkeln – wie bei 2 skizziert – könnte die Minderung der Zurrkraft über den "Spreizwinkel" vernachlässigt werden. Dieser Fall wird in der Praxis kaum anzutreffen sein, da die Zurrpunkte nur selten so dicht nebeneinander liegen wie skizziert.

Die unter 3 skizzierte Variante wird in der Praxis häufig vorkommen. Der "Spreizwinkel" bewirkt eine Reduzierung der Zurrkraft beider Parten. Rechnerisch kann das nach der Formel cos γ/2 errechnet werden. Im skizzierten Beispiel beträgt der Winkel γ 45°, γ/2 demnach 22,5°. Der Kosinus von 22,5° hat den Wert von 0,924. Jede Part der Umspannung übt demnach eine Sicherungskraft von 2.000 daN · 0,924 = 1.848 daN aus. Jede Umspannung also 3.696 daN. Bei je drei gesetzten Umspannungen zu den beiden Seiten sind die Bleche mit 11.088 daN gesichert – erforderlich waren 9.600 daN.

Ohne Winkelmessung und der Rechnung mit Winkelfunktionen kommt aus, wer die Strecken a und b misst, die Werte durch einander teilt und mit der zulässigen Zurrkraft mal nimmt. Wurde a mit 2,20 m und b mit 2,38 m gemessen, ergibt deren Division 0,924. Mit der Lashing Capacity von 2.000 daN multipliziert ergibt das 1.848 daN pro Part usw. …. alles andere wie oben bereits dargelegt.

Wichtiger Hinweis: Sind Ladungen breiter als der horizontale Querabstand der benutzten Zurrpunkte, können Umspannungen nur noch in seltenen Fällen und bei spezieller Anordnung gesetzt werden. Zu unterscheiden sind wirksame und unwirksame sowie echte und unechte Umspannungen. Im Ladungssicherungshandbuch des GDV werden auf den Seiten 89 und 90 wichtige Hinweise gegeben.

Um die erforderlichen 16.800 daN Sicherungskraft in Vorausrichtung zu bewirken kommen als "normale Ladungssicherungsmethoden" in Betracht:

Die alleinige Absteifung mit Kanthölzern, sofern hoch belastbare Stirnwände vorhanden sind. Bei normalen Stirnwänden die Kombination aus Kantholzabsteifungen und asymmetrischen Umspannungen in Längsrichtung. Bei sehr starken Zurrpunkten und der Verwendung von Zurrketten auch der alleinige Einsatz asymmetrischer Umspannungen in Längsrichtung. Sind normale Rungen am Fahrzeug vorhanden und entsprechend belastbar, können diese zur Sicherung genutzt werden, indem sie als Widerlager für quer eingepasste Hölzer dienen.





Für die rückwärtige Sicherung gilt sinngemäß das Gleiche mit dem Vorzug, dass geringer dimensioniert werden kann.

Wird ein Fahrzeug mit ungenügend gesicherter Ladung kontrolliert, kann zumeist nur unter großem Zeitaufwand improvisiert werden, um eine angemessene Sicherung zu erreichen. Oft reichen die nur für Niederzurrungen ausgelegten Längen der Zurrmittel nicht aus oder es sind keine entsprechenden Verbindungselemente oder Befestigungsmöglichkeiten vorhanden. Dann kann sogar die Bestellung eines anderen Fahrzeugs und eine Umladung vor Ort erforderlich sein.

Sind entsprechend lange Zurrmittel und Kantenschützer verfügbar, kann mit seitlich oder längs geführten Umspannungen, mit Kopfbuchten oder ähnlichen Methoden eine angemessene Sicherung erreicht werden:

[Kapt. W. Strauch]

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Grundsätzliches zur Berechnung von Zurrkräften beim Direktzurren


Die Ausstattung von Fahrzeugen mit speziellen Einrichtungen oder zusätzlichen Hilfsmitteln zur Ladungssicherung ist unbedingt anzuraten. Die Nachteile zusätzlicher Anschaffungskosten sowie erhöhter Fahrzeug-Leergewichte und verringerter Fahrzeug-Nutzlasten werden durch die Vorteile wettgemacht, wie z.B. durch schnellere Umläufe, eingesparte Material- und Personalkosten, minimale Verzögerungen bei Polizeikontrollen, geminderte Transportrisiken, evtl. eingesparte Regressforderungen, Bußgelder usw.

Würde ein Fahrzeug zur Beförderung von Blechen beispielsweise mit einer auf die vorkommenden Beladefälle abgestimmten Anzahl von Steckrungenplätzen und Knickrungen ausgestattet, lässt sich der Sicherungsaufwand minimieren.





Für größere Massen sollten in den Fahrzeugboden eingelassene Steckrungentaschen bevorzugt werden.





Bei leichteren Ladungen sind alternativ Steckfundamente für Rundstäbe brauchbar.





Die abgebildeten Knickrungen haben den Nachteil, dass sie nur in zwei Wirkrichtungen eingesetzt werden können. Werden Knickrungen hingegen mit quadratischem „Fuß“ für quadratische Steckrungentaschen gefertigt, können sie in vier Richtungen wirksam werden. Ob kreisförmige Knickrungentaschen und Knickrungen mit kreisförmigem Zapfen, die in alle Richtungen bewegt werden könnten, vorteilhafter sind, müsste untersucht werden. Das Ausrichten der Rungen wird in jedem Fall mühsamer sein.

[Kapt. W. Strauch]

Bei entsprechender Abstimmung der Rungentaschen auf die gängigen Ladungsformate würde das für den diskutierten Beladefall bedeuten, dass lediglich vorn und hinten sowie links und rechts je ein Steckrungenpaar zu setzen wäre, um die vier unteren Bleche formschlüssig zu sichern. Das oben aufgelegte schmalere Blech könnte problemlos dadurch gesichert werden, dass es auf Querunterlegern aus Holz abgesetzt wird, die im Bereich der Steckrungen ausgelegt werden und auf die links und rechts je ein Brett angeheftet wird – so wird eine formschlüssige Sicherung zu den Rungen erreicht.

[Kapt. W. Strauch]

In der Vergrößerung sind die Details besser zu erkennen:

[Kapt. W. Strauch]

Werden Knickrungen im oberen Bereich angeschrägt, können Bleche oder andere Ladungsteile mittels Hebe- oder Flurförderzeugen sauber und ohne aufzusetzen oder zu verhaken in ihre Stauposition abgesetzt werden.




Besonders gut eignen sich Steckrungen zur Sicherung biegesteifer Ladungen, wie Kupfer-Cakes, Brammen u.ä. – aber auch in Verbindung mit anderen Steckrungen zum Verladen von Stahlträgern, Profilen u.ä. Gütern.





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