3.5.7 Kompaktieren zur Erhöhung der Standsicherheit

Kippgefährdete Ladungen sind in Richtlinien und Normen definiert als Einheiten, deren geometrische Eigenstandfestigkeit allein nicht ausreicht, um ein Kippen unter Einwirkung der festgelegten Trägheitskräfte zu verhindern. Sie müssen daher zusätzlich gegen Kippen gesichert werden. Diese zusätzliche Sicherung ist unter Umständen schon durch geeignete Ladeeinheitensicherung zu erreichen.

Die unter 3.5.6 bereits erwähnte Richtlinie VDI 3968 „Sicherung von Ladeeinheiten“ behandelt im wesentlichen drei geeignete Methoden der Ladeeinheitensicherung: Umreifung mit Stahl- oder Kunststoffbändern, Einhüllen mit Schrumpf-Folie, Umhüllen mit Stretch-Folie. Während die Kippsicherungswirkung der Folien nicht mit einfachen Mittel zu berechnen ist, sondern durch praktische Musterprüfungen festgestellt werden muss, kann sie für Umreifungsbänder mit einem einfachen Rechenmodell abgeschätzt werden.

Wenn die Versandeinheiten in Quer- und auch in Längsrichtung kippgefährdet sind, sollte die Umreifung horizontal ausgeführt werden. Um ein Ankippen möglichst zu vermeiden, ist eine verlässliche Vorspannkraft in der Bebänderung wichtig. Deshalb sollten für diese Anwendung Kunststoffbänder gewählt werden, die von ihrer anfänglichen Vorspannkraft in der Regel noch etwa die Hälfte behalten, während Stahlbänder diese leicht ganz verlieren.

Die Sicherungswirkung einer solchen horizontalen Umreifung gegen Kippen besteht darin, dass die Spannkraft in den inneren Fugen der in Kipprichtung hintereinander stehenden Versandstücke Haftreibung erzeugt. Diese Haftreibung wirkt mit dem Hebel der Basisbreite jedes Versandstückes kippsichernd. Diese Sicherungswirkung SW_K kann durch eine Formel ausgedrückt werden.

n = Anzahl der horizontalen Umreifungen
F_T = verbleibende Spannkraft in der Umreifung [daN]
μF = Reibbeiwert in den Fugen der Versandstücke
N = Anzahl der nebeneinander stehenden Versandstücke
w = Basisbreite eines einzelnen Versandstückes in Kipprichtung [m]
G = Gewicht der gesamten Ladeeinheit [daN]
d = Höhe des Schwerpunkts der Ladeeinheit über der Basis [m]

Abbildung 3.33: Kippsicherung durch horizontale Umreifung

Für die Kippbilanz benötigt man noch das Eigenstandmoment M_ST und das Kippmoment M_K.

Eigenstandmoment:

Kippmoment:

Bilanz:

Die Bilanz macht deutlich, dass mit wachsender Anzahl N das Eigenstandmoment der nebeneinander stehenden Versandstücke kleiner wird, während die Kippsicherungswirkung der Umreifung anwächst und den Grenzwert (2 · n · F_T · μ_F · N · w) anstrebt.

Beispiel: 

Auf eine Europalette von 0,8 m x 1,2 m Staufläche werden 10 Schachteln mit der Grundfläche 0,24 m x 0,4 m und der Höhe 1,0 m gestellt und mit n = 2 horizontalen Polyesterbändern umreift. Die Palette wird mit ihrer langen Seite quer auf die Ladefläche gestellt. Die übrigen Werte sind: Gewicht G = 1000 daN, d = 0,5 m, N = 5 und w = 0,24 in Querrichtung, N = 2 und w = 0,40 in Längsrichtung, F_T = 150 daN, μ_F = 0,25.

Abbildung 3.34:  Beispiel Kippsicherung durch horizontale Umreifung

Kippbilanz in Querrichtung:

  

Kippbilanz nach vorn:

  

Nach vorn ist noch zusätzliche Kippsicherung erforderlich.

Varianten

Ein ähnlicher Ansatz zur Erfassung der Kippsicherung durch Reibung in vertikalen Ladungsfugen ist in der Norm DIN EN 12195-1:2011 unter 5.4.3.2 enthalten. In diesem Ansatz wird die kippsichernde Reibung nicht durch eine horizontale Umreifung, sondern durch Niederzurrung erzeugt.

Abbildung 3.35: Erweiterte Kippsicherung durch Niederzurrung

Dieser Ansatz ist durchaus praxisgerecht, da auch eine Niederzurrung eine kompaktierende Wirkung hat. Die Kippsicherungswirkung SW_K der Niederzurrung – unter Vernachlässigung von Horizontalkomponenten (siehe 3.3.3) – wird durch eine Formel unter Verwendung des vertikalen Zurrwinkels ausgedrückt.

n = Anzahl der Niederzurrungen
f_S = Sicherheitsfaktor (f_S = 1,1 in Querrichtung und nach hinten, f_S = 1,25 nach vorn)
F_T = Spannkraft in der Niederzurrung [daN]
μ_F = Reibbeiwert in den Fugen der Versandstücke
N = Anzahl der nebeneinander stehenden Versandstücke
w = Basisbreite eines einzelnen Versandstückes in Kipprichtung [m]

Die Norm DIN EN 12195-1:2011 enthält einen weiteren Ansatz unter 5.5.4.3, in dem die kippsichernde Reibung in den Ladungsfugen durch die kompaktierende Wirkung vertikaler Buchtlaschings erzeugt wird.

Abbildung 3.36: Erweiterte Kippsicherung durch Buchtlaschings

Da Buchtlaschings zu den Direktzurrungen zählen, entfällt der Sicherheitsfaktor f_S und es werden auch die Horizontalkomponenten der Laschings berücksichtigt. Die Spannkraft in den Laschings soll nicht größer als 0,5 LC angenommen werden und bei mehr als zwei parallel geführten Laschings sollen wegen statischer Unbestimmtheit nicht näher genannte Maßnahmen ergriffen werden (siehe hierzu 3.5.1). Unter diesen Vorgaben wird die Kippsicherungswirkung SW_K der Buchtlaschings durch eine Formel ausgedrückt.

n = Anzahl der Buchtlaschings
LC = zulässige Belastung der Laschings [daN]
α = vertikaler Zurrwinkel
μF = Reibbeiwert in den Fugen der Versandstücke
N = Anzahl der nebeneinander stehenden Versandstücke
w = Basisbreite eines einzelnen Versandstückes in Kipprichtung [m]
h = Höhe der Ladeeinheit [m]

Die Abbildungen 3.33 bis 3.36 zeigen Ladeeinheiten auf einer Palette. Das Prinzip der Kippsicherung durch Reibung an den Innenflächen nebeneinander gestauter Versandstücke gilt jedoch allgemein, also auch bei Ladungen, die erst auf dem Fahrzeug nebeneinander gestellt und dann in geeigneter Weise kompaktiert werden. Wichtig ist jedoch, dass die Kompaktierung beständig ist und die Versandstücke sich nicht ineinander schieben können, wie das z.B. bei runden, stehenden Fässern möglich ist.