Juli 2016

Stahlphysik

Abbildung 1 [Roland Halkasch]

 

Dieses Bild spricht eigentlich Bände und wir Ladungssicherungskolumnisten könnten uns entspannt zurücklehnen und nur dieses Bild wirken lassen. Da wir aber unverbesserlich die Ladungssicherung verbessern wollen, analysieren wir diesen Fall gerne, weil er dazu viele "schöne" Ansätze liefert.

 

 

 

 

Abbildung 2 [Roland Halkasch]

 

Hier liegen in der Tat 16 t auf der Autobahn. Dass derartige Ladung auf der Autobahn nichts zu suchen hat, ist eine Binsenweisheit und muss nicht weiter vertieft werden. Die Stahlwalze hat linksseitig die Ladefläche verlassen und ist auf der Fahrbahn eingeschlagen, ein kleines Stück gerutscht und kam dann -  dankenswerterweise ohne Dritte zu schädigen - zum Liegen. Es handelt sich definitiv um Vollmaterial: Hier ist kein Deckel auf einer Röhre, nein, es sind 16 t massiver Stahl, die sich hier in Bewegung gesetzt haben. Überliefert ist weiter, dass diese Stahlwalze entweder aus Gründen der Herstellung oder aus Korrosionsschutzgründen mit Fett bzw. Korrosionsschutzöl überzogen war. Für uns ist in dem Fall wichtig, dass Fett oder Öl einen maßgeblichen Einfluss auf die Reibung haben.

 

 

 

 

Abbildung 3 [Roland Halkasch]

 

Im Vordergrund sieht man mehrere Langhebelratschen, dahinter Aluminiumeinsteckbretter, die allesamt die gleichen Verformungen aufweisen und dahinter 4 Holzunterleger, die tatsächlich ein leicht rechteckiges bzw. bohlenförmiges Format aufweisen (wie von uns schon immer gefordert) und entsprechende Keile, die die Ladung formschlüssig zur Seite sichern sollten. Im Bildhintergrund sieht man drei Vierkantstäbe, offensichtlich auch aus Vollmaterial. Dem Lichteinfall nach zu urteilen haben sie die Stirnwand durchschlagen.

Ebenfalls im hinteren Teil des Bildes ist auf der linken Seite die durchstoßene Plane zu erkennen sowie auch die dort fehlenden und jetzt im Vordergrund liegenden Einsteckbretter, die von der Stahlwalze verformt wurden. Auf der Ladefläche selbst lässt sich nicht eindeutig feststellen, warum die Stahlwalze ausgerechnet nach links auf dem Fahrzeug ausgebrochen und nicht nur einfach nach vorne verrutscht ist. Dies kann an der Art liegen, wie die Unterleger ggf. gekippt sind, evtl. auch an der Fahrbahnneigung oder an einer kleinen Lenkbewegung nach rechts. Auch kann man sehr schön sehen, dass die vordere linke Runge im Verlauf des dynamischen Prozesses von der Stahlwalze aus ihrer Verankerung gerissen wurde und jetzt schräg nach vorne zeigt.

 

Ladungssicherung:

Laut Überlieferung war der Stahlzylinder mit 4 oder sogar 6 Niederzurrungen "gesichert". Von den Ladungssicherungsmitteln sind mehrere gebrochen. Unter anderem sollen Beschläge gebrochen sein, dies kann aber auch passiert sein, während die Stahlwalze die Ladefläche verlassen hat, dazu später mehr.

Zuerst Grundsätzliches zur Art der Sicherung:

Es wurden Niederzurrungen verwendet. Niederzurrungen beruhen auf dem einfachen physikalischen Prinzip, durch vertikalen Druck die Ladung scheinbar schwerer werden zu lassen, um über die dann höhere Reibung eine bessere Sicherung zu erreichen.

Wie schon erwähnt, war die Ladung - aus welchen Gründen auch immer - mit Fett oder Öl überzogen. In den einschlägigen Richtlinien ist dazu zu lesen, dass man bei verunreinigter Ladefläche oder Ladung mit einem Reibbeiwert von μ = 0,2 rechnen soll. Nun ist das aus unserer Sicht eher ein hilfreicher Richtwert, der aber nicht das logische Denken außer Kraft setzen sollte. Nicht jede etwas verunreinigte Ladefläche muss gleich mit µ= 0,2 gerechnet werden, viele, besonders geringfügig verschmutze Ladeflächen lassen sicherlich noch einen Reibbeiwert von µ = 0,3 zu.

Hier aber haben wir eine sehr schwere Ladung, die eine ganz minimale Auflagefläche auf Sägeraumholz hat und diese glatte Ladung ist zusätzlich noch geölt. Aufgrund des hohen Gewichtes wird das Holz an der Aufliegestelle verdichtet, ergo schön glatt und zusätzlich noch geölt. Wenn hier in Summe noch tatsächlich µ= 0,1 gewirkt haben sollten, ist dies unserer Meinung nach noch relativ hoch gegriffen. Wer bei einer derartigen Reibung noch versucht, durch Niederzurrungen zu sichern, hat vermutlich noch nie einen Ladungssicherungskurs besucht.

Hier sei nicht nur die Frage erlaubt, warum der Fahrer noch niemals einen Ladungssicherungskurs besucht hat und warum er mit einer derartigen Ladung sein eigenes Leben und das Leben anderer Leute aufs Spiel setzen muss. Vielmehr stellen wir uns an aller erster Stelle die Frage, welcher Verlader verletzt seine Verantwortung derart sträflich und schickt ein so beladenes und unsinnig gesichertes Fahrzeug in den Verkehr? Unser Unverständnis an dieser Stelle könnte kaum größer sein und wir hoffen inständigst, dass der Verlader mit dieser Information konfrontiert wurde.

Ob es im Endeffekt drei oder vier Unterleger gewesen sind, kann von dieser Stelle aus nicht beurteilt werden. Waren es drei, verteilen sich die 16 t auf drei linienförmige Auflagen, auf die jeweils 5,33 t (5.330 daN) gewirkt haben. Fragt sich, ob die Ladefläche hierfür tatsächlich geschaffen ist. Waren es vier, waren es immerhin noch 4 t (4.000 daN), die genau auf die Breite der Hölzer konzentriert wurden. Das mag wohl eben so gepasst haben, obwohl sich eine derart hohe Masse nicht gleichmäßig auf einem so "dünnen" Unterleger verteilt, aber das Thema der Lastverteilung sollten wir in einem gesondertem Bild des Monats näher beleuchten.

Hölzer:

Schauen wir uns die Hölzer an, finden wir Baumkanten und aufgenagelte Keile bzw. angeschrägte Balken, die der Ladung einen gewissen Formschluss geben sollten. Was aber benötigt eine derartige Ladung tatsächlich für einen Formschluss zur Seite? Welche Winkel müssen eingehalten werden und welche Vorrichtungen wären theoretisch bzw. praktisch notwendig, um seitlich tatsächlich Halt bieten zu können? Die einfachste Antwort wäre schlicht und ergreifend, ein Fahrzeug mit einer Coilwanne zu verwenden. Hier würde das Coil bzw. der Stahlwalze in der Wanne "hängen", was sicherstellt, dass das Coil bzw. die Stahlwalze, die einen Durchmesser von ca. 0,8 - 1,0 m hat, nur an den Seiten jeweils aufsteht und unten in der Luft "hängt", also keine Berührung zum Boden der Coilwanne hat. Dies wollen wir mit folgenden Skizzen ein wenig erläutern:

 

 

Skizze 1a [GDV]

Skizze 1b [GDV]

 

In der Skizze haben wir einen Stahlzylinder dargestellt und eine ganze Schar von Kippkanten im Abstand von jeweils 10 Grad. Tatsächlich ist die Berührungsfläche der Walze mit der Schrägen als Kippkante zu sehen. Eine seitliche Ladungssicherung bräuchten wir die 0,5. Reibung zählt in diesem Falle(seitlich) nicht, da die Walze rund ist und die Rollreibung in diesem Zusammenhang komplett vernachlässigt werden kann. Wir bräuchten also mindestens eine Auflagefläche, die bei 30 Grad liegt oder weiter aus der Lotrechten abweicht.

 

Sollten diese Keile die Ladungssicherung zur Seite übernehmen, müssen sie so positioniert werden, dass

 

  1. die Stahlwalze ausschließlich auf den Keilen aufgelegt werden kann, und zwar so,

  2. dass sie die Walze rechts und links jeweils bei 30 Grad oder darüber, sprich 35 oder 40 Grad, Berührung zu den Keilen hat und

  3. die Walze in der Mitte nicht auf der Ladefläche bzw. den Unterlegern aufliegt.

 

Nur in diesem Falle hätten diese Keile auch die seitliche Sicherung übernehmen können. Eine Grundvoraussetzung ist aber, dass die Keile und deren Verbindung mit den darunterliegenden Hölzern stabil verbunden sind, dass sie dem Druck der Ladung standhalten können. Mit ein paar eingeschossenen "Nägelchen" ist es hier definitiv nicht getan. Hier müssen bohlenformatige Unterleghölzer her bzw. Keile, die richtig verbolzt werden etc.

 

Die so beschriebene vernünftige Bettung hat leider nichts mit dem zu tun, was wir bei diesem Foto des Monats vorfinden. Die hier verwendeten Keile waren reiner Arbeitsschutz, damit das Personal beim Verladen nicht in Lebensgefahr geriet.

 

Wie hätte eine seitliche Ladungssicherung aussehen können?

Ganz einfach: Diejenigen, die unsere Kolumne häufiger lesen, werden jetzt schon gelangweilt "durch Umspannung" vor sich hingemurmelt haben. Und richtig: Zur Seite müssen 0,5 x 16 t gesichert werden, das sind schlicht und ergreifend 8 t bzw. 8.000 daN und damit würden theoretisch 2 x 2 Umspannungen zu jeder Seite ausreichend sein.

Mit den 2 x 2 t bzw. 2 x 2.000 daN befindet sich die Sicherung genau an der Grenze der Ladungssicherungsmittel. Da aber durch die Höhe der Walze ein Winkel von ca. 30° - 40° entsteht, der die Umspannung leicht schwächt, liegen wir ganz kurz unterhalb der 2.000 daN, und somit würden wir - um natürlich auf der sicheren Seite zu sein - dringend zu jeweils 3 x Umspannungen von jeder Seite raten. Damit wäre die Ladungssicherung in seitlicher Richtung in Ordnung.

Nach vorne stellt sich das Ganze etwas schwieriger dar. Durch das Öl und das Fett, das an der Ladung haftet, reduziert sich die Reibung auf Holz wie beschrieben wahrscheinlich auf μ = 0,1. Antirutschmatten sind in der Regel mit anhaftendem Öl getestet und sollen auch in diesem Zustand, also verölt und mit anhaftendem Fett, ihren Reibbeiwert von μ = 0,6 liefern. Da der geneigte Ladungssicherungsexperte hier richtige bohlenförmige Formate großzügig mit Schwerlastmatten ausgelegt hat, die eventuell durchvulkanisiert sind, könnte es u. U. zu einem geschlossenen Fettfilm auf der RH-Matte kommen. Aus Sicherheitserwägungen reduzieren wir schlicht und ergreifend den μ-Wert von 0,6 auf 0,3. Somit müss die Hälfte von 16.000 daN in Längsrichtung und nach hinten immerhin noch 20 % von 16.000 daN durch Sicherungsmaßnahmen abgefangen werden.

Wieder bedienen wir uns unserer Direktsicherung. Wenn wir nach vorne 8.000 daN abfangen müssen und schön lange Gurte verwenden, damit sich vernachlässigbare kleine Winkel bilden, würden theoretisch wieder 2 Gurte reichen, aber um auf der sicheren Seite zu sein, nehmen wir wieder 3 Gurte. Nach hinten geben wir uns mit einem Gurt in der Umspannung (2 x 2000 DaN) zufrieden, da hier nur 3.200 daN gefordert sind.

 

 

 

 

Skizze 2 [GDV]

 

Die Sicherung nach vorne fordert ein wenig Phantasie, da die Stahlwalze aufgrund ihrer Geometrie uns die Sicherung nicht ganz einfach macht. Da die Direktzurrungen ausschließlich ihre Sicherungskraft in dem Moment entwickeln können, wenn die Ladung sich ein wenig bewegt, müssen wir 2 Dinge sicherstellen:

 

  1. Die Gurte müssen gleich lang sein,

  2. sie müssen sich frei bewegen und an der Ladung rutschen können.


Sie dürfen sich also gegenseitig nicht beklemmen. Zu diesem Zweck bedienen wir uns einer Palette, die wir hochkant vor die Stahlwalze stellen (siehe Skizze 2). Sie hat einzig und allein den Zweck, die Gurte jeweils in Position zu halten. Den vorderen Gurt (rot) von der linken Seite führen wir unten durch die Palette nach oben auf die rechte Seite des Fahrzeugs, und dort auf den dritten Ladungssicherungspunkt. Den zweiten Gurt (blau) führen wir in der Mitte der Palette möglichst kurz oberhalb des Schwerpunktes auf die andere Seite, ebenfalls auf den zweiten Ladungssicherungspunkt und den Gurt vom dritten Ladungssicherungspunkt (grün) führen wir ganz nach oben durch die Palette, und unten auf die linken Fahrzeugseite aus der Palette wieder zurück auf den ersten Ladungssicherungspunkt.

 

So ist sichergestellt, dass die Gurte bis auf minimalste Abweichungen gleich lang sind und im Falle der Bewegung gleichmäßig belastet werden. Überflüssig zu sagen, dass ein konsequenter und guter Kantenschutz hier das A und O ist. Selbstverständlich können auch Ketten mit dem entsprechenden Kantenschutz eingesetzt werden. Um sicherzustellen, dass der Sicherungsgurt nach hinten nicht abrutscht, sondern möglichst im Schwerpunkt ansetzt, empfehlen wir auch hier eine Palette hochkant vor die Stahlwalze zu stellen. Die jeweils drei Umspannungen, die zur Seite wirken, sollten möglichst homogen auf der Länge der Stahlwalze verteilt werden um ihr einen sicheren Halt zu geben.

 

 

 

Abbildung 4 [Roland Halkasch]

 

Die schon vorhin beschriebenen drei Vierkantstäbe auf der Stirnseite wurden durch 3 Niederzurrungen "gesichert". Die Sicherungen und offenbar auch deren Vorspannung scheint noch intakt zu sein und die Gurte wurden nicht verletzt, da der Kantenschutz seine Wirkung getan hat. Aber aufgrund der miserablen Reibung und der Tatsache, dass die Niederzurrung als Sicherungsart hier mehr als fehl am Platze war, haben die drei Vierkantstäbe die Stirnwand nicht nur perforiert, sondern schlicht und ergreifend durchstoßen und sind erst am Führerhaus zur Ruhe gekommen. Bei der Art der Sicherung hat man peinlichst genau darauf geachtet, dass sich die Vierkantstäbe auf keinen Fall gegenseitig berühren, offenbar sind die Oberflächen sensibel. Uns wäre aber viel lieber gewesen, man hätte zumindest verladerseitig peinlich genau darauf geachtet, dass diese Vierkantstäbe vernünftig gesichert worden wären, und nicht auf diese (mit Verlaub) fast wirkungslose Art und Weise.

 

 

Abbildung 5 [Roland Halkasch]

 

Die Vierkantstäbe haben die Stirnwand nicht nur durchstoßen, sondern auch an der Rückwand der Fahrerkabine erheblichen Schaden angerichtet. Überflüssig zu sagen, dass hinter dieser nächsten Blechwand der Fahrer sitzt und wahrscheinlich ein ziemlich dummes Gefühl hatte, als die Ladung nach seiner Bremsung von hinten direkt an der Fahrerkabine "angeklopft" hatte.

 

 

Abbildung 6 [Roland Halkasch]

 

Der Schaden wird wahrscheinlich erheblich sein und es bleibt erneut zu hoffen, dass dieser nicht nur lehrreich für den armen Fahrer ist, sondern insbesondere auch für den Verlader. Diese Bilder müssten

  1. deutlich sichtbar an der Verladerampe ausgehängt werden und
  2. Grund genug sein, um sämtliche Personen, die in der Verladung in allen drei Schichten tätig sind, umfänglich zu schulen. Denn hier hätte es Tote und Verletzte geben können.

Dem Frachtführer sei zu wünschen, dass er so weit- und einsichtig ist, den Fahrer nicht nach allen Regeln der Kunst zusammenzufalten - denn so ein Schreck sitzt tief. Vielmehr sollte er ihn möglichst umgehend auf eine wirkungsvolle Schulung schicken. In diesem Zusammenhang fragen wir uns, warum der Frachtführer einen Fahrer, der offensichtlich nur die Niederzurrung beherrschte und sonst wenig von wirkungsvolleren Zurrungen wusste, zu einer Ladestelle geschickt hat, an der er, aus ladungssicherungstechnischer Sicht, eine derart anspruchsvolle Ladung übernehmen musste.

 

 

 

Abbildung 7 [Roland Halkasch]

 

 

Hier wird umfänglich beraten, warum und wieso dieser Unfall zustande kommen konnte.

 

 

 

Abbildung 8 [Roland Halkasch]

 

Dieses Bild spricht ebenfalls Bände. Die Ladefläche wurde beim Verlassen der 16 t Stahlwalze signifikant verformt. Unserer Mutmaßung nach hat die Stahlwalze bei ihrem Weg auf die Fahrbahn die Ladungssicherungsmittel nicht nur durchtrennt, sondern auch die Beschläge abgerissen. Zudem wurde die Ladefläche nicht nur verbogen, sondern entsprechend angekratzt. Fast bilden die Kratzer auf der Ladefläche und die Schleifspuren auf der Betonautobahn eine Linie.

 

D. h., das Fahrzeug muss schon beinahe gestanden haben, als die Stahlwalze ihren angestammten Platz verlassen hat. Gut zu sehen ist hier, dass die Vierkantstäbe wohl ca. einen 3/4 - 1 m des Weges nach vorne zurückgelegt haben, bevor ihre Bewegungsenergie gänzlich in Verformungsenergie umgesetzt war.

 

 

 

Abbildung 9 [Roland Halkasch]

 

Bei der Sicherung hat man lobenswerter Weise Langhebelratschen verwandt, die aber bei der genutzten Sicherungsart keinen sonderlichen Nutzen mehr gehabt haben. Den schwarzen Strich auf dem fast quadratischen Unterlegholz hielten wir ursprünglich für eine RH-Matte, es hat sich aber bei näherem Hinsehen gezeigt, dass es sich hier nur um "Schleif- bzw. Rutschspuren" handelte. Also keine RH-Matte, eine unsinnige Sicherung durch Niederzurrung, guter Kantenschutz und ein sehr trauriges Ergebnis.

 

Ladungssicherung:

 

Wie wäre eine derartige Ladung zu sichern? Wieder ist die Antwort einfach: Durch vernünftige Direktzurrungen. Bei der Ladung handelt es sich um drei Vierkantstäbe, die jeweils ca. 3 t wogen, insgesamt also ca. 9 t, die nach vorne, zur Seite und nach hinten zu sichern sind. RH-Matten würden wir selbstverständlich wieder verwenden und auch hier zur Sicherheit aufgrund des Öls den μ-Wert auf 0,3 reduzieren. Nicht dass wir den RH-Matten nicht trauen, wir wollen einfach sicher sein, dass unsere Ladung auch wirklich dort bleibt, wo wir sie positioniert haben.

 

Selbstverständlich kann man sich auf die Angaben der Hersteller verlassen und bei angegebenen μ-Wert = 0,6 auch unter verölten Zustand von diesen 0,6 ausgehen, sofern dies vom Hersteller zugesichert wird. Das soll hier betont werden. Schaut man sich unseren Mehraufwand in Summe an, kommt man gerade auf einen Gürt bzw. zwei Gurte mehr. Das ist uns der Sicherheitsgewinn wert.

 

 

Skizze 3 [GDV]

 

Unsere Sicherung geht wieder von 2 Umspannungen von jeder Seite aus, dafür ist nur ein weiterer Kantenschutz notwendig. Damit die Vierkantstäbe nach vorne nicht verrutschen können, brauchen wir 2 Umspannungen oder auch Kopfbuchten. Hier müssen wir noch einmal unsere Kreativität walten lassen, denn der mittlere Vierkantstab könnte herausrutschen, wenn wir nur einfache Umspannungen vornehmen würden. Daher stapeln wir mindestens 2 Vierkantbalken auf 2 oder 3 Längsunterlegern, um diese dann durch die beiden Umspannungen nach hinten zu sichern. Peinlich genau ist darauf zu achten, dass sich hier über oder an der Ladung nirgendwo Berührungspunkte zu scharfen Kanten ergeben. Diese sind selbstverständlich durch Kantenschützer oder durch Schutzschläuche über den Gurten zu schützen.

 

Die Skizze 4 zeigt die empfohlene Sicherung aus einer anderen Perspektive:

 

 

 

Skizze 4 [GDV]

 

 

 

Die Ladungssicherungskolumnisten wünschen allzeit eine ladungssichere Fahrt!

 

 

 

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