Foto des Monats – Juli 2020



Von Backrezepten und angebratenen Ladungssicherungspunkten

Alle Leser die jetzt befürchten, dass das Foto des Monats sich in eine kulinarische Kolumne verwandelt, möchten wir beruhigen. Das Backrezept bezieht sich auf die Ermittlung der Wirksamkeit von Direktzurrungen und der angebratene Ladungssicherungspunkt, … dazu später.


Foto des Monats - Juli 2020

Abbildung 1  [Wolfgang Jaspers]

Wir beschäftigen uns mit einer Horizontalbohrmaschine. Sie hat laut Typenschild eine Masse von 6.600 kg und der Anhänger hat ein zulässiges Gesamtgewicht von 11.000 kg. Soweit ist alles in Butter. Die Maschine ist selbstfahrend und kommt auf Gummiketten daher. Gummiketten sind für die Ladungssicherung eigentlich immer sehr positiv, da wir in der Regel eine relativ hohe Reibung veranschlagen dürfen.


Foto des Monats - Juli 2020

Abbildung 2  [Wolfgang Jaspers]

Da die Kette selbst und auch die Ladefläche erheblich verunreinigt waren, ist hier nur schwer von einem guten Reibbeiwert auszugehen. Wir neigen dazu in solchen Fällen den Reibbeiwert sehr niedrig anzusetzen, am besten auf null. Obwohl wir natürlich genau wissen, dass hier Reibung herrscht von wahrscheinlich irgendwo zwischen @mu; 0,1 und μ 0,3. Das ist aber dem Zufall überlassen und mit dem Zufall erzeugen, zumindest wir, keine Sicherheit. Sodann wenden wir uns den Ladungssicherungsmaßnahmen zu.


Foto des Monats - Juli 2020

Abbildung 3  [Wolfgang Jaspers]

Es wurden (hier entgegen der Fahrtrichtung) Direktzurrungen eingesetzt, die manchmal auch als Diagonalzurren bezeichnet werden, weil sie diagonal wirken. Die Diagonalzurrung an sich ist keine eigene Sicherungsart, es handelt sich schlicht um eine Direktzurrung, die eine Längs- und eine Querkomponente hat (wie fast alle Direktzurrungen). Häufig werden sie aus Platzmangel über Kreuz, wie in diesem Beispiel, angebracht.

In fast allen Fällen sind über Kreuz gesetzte Direktzurrungen aus Ladungssicherungssicht auch unsinnig, denn durch ihre gekreuzte Stellung wird ihre seitliche Wirkung meist deutlich höher, als ihre Wirkung in Längsrichtung sein. Da wir aber in Längsrichtung 0,8 und in Querrichtung nur 0,5-mal die Gewichtskraft an Sicherungskraft benötigen, ergibt sich von selbst, dass die über Kreuz gesetzten Direktzurrungen meist nicht sehr sinnvoll sind. Leider ermöglichen die vorhandenen Ladungssicherungspunkte und manchmal auch die Position der Spannelemente keine andere Art der Sicherung.

Direktzurrungen werde in der Regel so angebracht, dass sie vorne und hinten an der Ladung symmetrisch angebracht werden. Sind sie gleichstark vorgespannt, wirkt im Ruhezustand nur der Vertikalanteil ihrer Vorspannung über die Reibung. Die Horizontalanteile der Direktsicherungen in Quer- und in Längsrichtung heben sich (wie bei einer Waage) im Idealfall gegenseitig auf. Kommt es jetzt zum Belastungsfall, muss sich die Maschine ein Stückweit (ggf. wenige Millimeter bis einige Zentimeter, je nach Elastizität des Spannmittels) bewegen. Rutscht die Maschine z.B. nach hinten, entspannen sich die hinteren Ketten und nur noch die vorderen Ketten sind gespannt. Rutscht die Maschine weiter, werden die Ketten gedehnt und entfalten dabei ihre direktsichernde Wirkung. Rutsch die Maschine im Belastungsfall ein Stück nach hinten, würden in unserem Beispiel die unsymmetrisch angebrachten Ketten gespannt werden und es könnte zu einer minimalen Verdrehung der Maschine kommen. Das ist nicht ideal, daher empfehlen wir bei Direktzurrungen möglichst deren symmetrische Anbringung.


Foto des Monats - Juli 2020

Abbildung 4  [Wolfgang Jaspers]

Warum in der Abbildung 3 die Ladungssicherung so unsymmetrisch gesetzt wurde zeigt sich in diesem Bild. Der Ladungssicherungspunkt, der eigentlich für die symmetrische Sicherung vorgesehen ist, hat den Dienst quittiert. Offensichtlich ist dieser Ladungssicherungspunkt schon häufiger gebrochen und wurde nicht fachmännisch angeschweißt sondern wohl eher dilettantisch angebraten, daher auch der Titel dieses Fotos des Monats. Erlauben Sie uns noch ein Wort zu den Ladungssicherungspunkten, sofern sie überhaupt zur Sicherung der Ladung vorgesehen waren. So wie diese Punkte angebracht wurden, werden sie insbesondere bei über Kreuz angebrachten Direktzurrungen sehr stark auf „Verbiegen“ beansprucht (siehe Abbildung 3). Ein natürlicher Kraftfluss ist hier nicht möglich. Diese Punkte sollten möglichst nur in gerader Richtung belastet werden, oder zumindest nur mit kleinen seitlichen Komponenten. Wären die Fahrketten sauber, würden keine weiteren seitlichen Anteile in der Ladungssicherung erforderlich sein, denn die Reibung wäre dann groß genug. Eine Mindestsicherung ist hingegen schon erforderlich, aber die wäre ja durch den Vertikalanteil der Direktzurrung gewährleistet. Bestehen Zweifel, empfehlen wir weitere Niederzurrungen direkt an der Maschine.


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Abbildung 5  [Wolfgang Jaspers]

Die Abbildung 5 zeigt, dass die eigentliche Wirkrichtung diese Direktzurrungen hohe Querkomponenten hat. Konstruktionsbedingt stehen sie relativ flach, was der Ladungssicherungswirkung zu Gute kommt.


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Abbildung 6  [Wolfgang Jaspers]

Auf der Abbildung 6 sehen wir die aufgeladene Bohrmaschine von hinten. Die angebrachten Ketten wirken bei einer Bremsung in Fahrtrichtung.

In der Abbildung 6a zoomen wir die Ketten ein wenig heran.


Foto des Monats - Juli 2020

Abbildung 6a  [Wolfgang Jaspers]

Der aufmerksame Beobachter dieser Abbildung wird wahrscheinlich feststellen, dass es sich hier um unterschiedliche Ketten handelt und stellt sich die Frage ob das sinnvoll und zweckmäßig ist. Die Kette rechts ist eine 10mm-Kette und hat eine LC von 6.300 daN. Die linke Kette ist eine 8mm-Kette mit einer LC von 4.000 daN.

Eigentlich sollen gleichstarke Ladungssicherungsmittel verwandt werden. Stehen aber nur unterschiedliche Ladungssicherungsmittel zur Verfügung können diese Verwendung finden. Wie bei jeder Kette hält natürlich immer nur das Ladungssicherungsarrangement so viel aus, wie sein schwächstes Glied. Das bedeutet hier, dass die schwächere Kette das Maß angibt. Möglich ist aber auch, dass hier vielleicht der Ladungssicherungspunkt auf dem Anhänger oder an der Ladung das schwächste Glied ist.

Wir gehen davon aus, dass es die Kette mit einer LC von 4.000 daN ist.

Wie kann die Ladungssicherungswirkung relativ einfach und sicher ermittelt werden?

Wir nennen unsere Methode „Backrezept“, da sie wenn man sie wie beschrieben befolgt, so sicher und so gut funktioniert wie ein gutes Backrezept.


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Skizze 1  [Wolfgang Jaspers]

In der Skizze wird nur die X-Achse (in und entgegen der Fahrtrichtung) betrachtet.

Mann oder Frau nehme:

Am besten ein metallisches Maßband, weil es nicht so flexibel ist, wie eines aus Gewebe. Zudem ist es besser zu handhaben. Man misst die wirksame Länge des Ladungssicherungsmittels und zwar von dort wo die Kraft in das Fahrzeug eingeleitet wird (Zurrpunkt) zum Anschlagpunkt an der Ladung, wo dort die Kraft in die Struktur eingeleitet wird. Auf der rechten Fahrzeugseite sind dies 235 cm. Jetzt misst man die Länge in Wirkrichtung längs zum Fahrzeug. Das sind in diesem Fall 165 cm. Jetzt wird der kleinere Wert durch den größeren geteilt, sodass sich immer ein Quotient kleiner 1 ergibt. In diesem Fall ergibt sich ein Quotient von 0,70. Das bedeutet, dass 70 % der LC der Kette in Längsrichtung zur Verfügung stehen. Voraussetzung ist natürlich wie immer, dass das Sicherungssystem homogen ist, d.h., dass die Ladungssicherungspunkte an der Ladung und am Fahrzeug zur LC der Kette passen. In diesem Fall hat die Kette zwar eine LC von 6.300 daN, da wir aber auf der gegenüberliegenden Seite eine LC von 4.000 daN haben, gehen wir auch auf dieser Seite nur von einer LC von 4.000 daN aus. 4.000 × 0,7 also 70 % der LC ergeben 2.800 daN Sicherungskraft in Längsrichtung. Da die beiden Ketten symmetrisch am Fahrwerk der Bohrmaschine angebracht sind kann dieser Wert verdoppelt werden. Ergo ist diese Maschine mit 5.600 daN in Längsrichtung gesichert. Da sie eine Masse von 6.600 kg hat wären nur 5.280 daN in Längsrichtung an Sicherungskraft vonnöten. Somit ist diese Maschine in Längsrichtung ausreichend gesichert, auch ohne dass wir die Reibung überhaupt in Ansatz gebracht hätten.

Dadurch mussten wir uns nicht mit der Tatsache auseinandersetzen, dass die eine Kette eine höhere LC gehabt hat als die andere. Meist nehmen uns dieses Problem auch schon die Ladungssicherungspunkte ab, denn sie sind sehr oft das schwächste Glied in der Gesamtsicherung. Wir raten grundsätzlich von unsymmetrischen Sicherungen ab, denn in Belastungsfall kann es zu Verdrehungen und zu Überlastungen der schwächeren Ladungssicherungsmittel kommen.

Tipp:

Sind die Längen der Ketten schlecht zu messen, weil irgendwelche Ladungsteile im Wege sind, reicht es auch den ersten Meter vom Ladungssicherungspunkt bis 100 cm in die Wirkrichtung des Ladungssicherungsmittels zu messen. Von diesem Punkt aus muss mit einem einfachen Lot auf die Ladefläche heruntergelotet werden. Diesen Punkt markiert man mit einem Kreidestrich und misst jetzt vom Ladungssicherungspunkt in Längsrichtung die Strecke. Diese Strecke wird immer kleiner als 1 sein, außer dass Ladungssicherungsmittel verläuft parallel in Längsrichtung und liegt quasi auf der Ladefläche. Der Vorteil bei dieser Art zu messen ist, dass man den Quotienten gleich an seinem Maßband ablesen kann. In unserem Falle wären es 70 cm, das würde bedeuten, dass die Kette wie auch schon oben durch das Messen ermittelt in einem Verhältnis von 1 zu 0,7 in Längsrichtung wirkt. Also zu 70 %!

Hier eine Skizze zum besseren Verständnis.

Wer es selbst mal nachmessen will, nehme sich ein Lineal und messe auf dem Bildschirm nach. Auch in der vereinfachten Form von etwa 10mm kommen die gleichen Ergebnisse, wie bei Messung der Gesamtlänge, heraus.

Vielleicht versuchen Sie es einmal bei einer in dieser Form gesicherten Baumaschine im richtigen Leben aus. Es macht Spaß und es kann jeder, der ein Maßband und einen Taschenrechner bedienen kann.


Foto des Monats - Juli 2020

Skizze 2  [Wolfgang Jaspers]

Die Ladungssicherungskolumnisten wünschen einen erholsamen und gesunden Sommer




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