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<article lang="de"><title>Ladungssicherung – ein aktuelles Thema</title><articleinfo><authorblurb><para role="author">Ralf Wunderlich,<?d-linebreak?>Gerrit Hasselmann</para><para role="authorinfo">Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML, Dortmund</para></authorblurb><abstract lang="de"><para role="abstractDE">Ladungssicherung ist derzeit ein aktuelles Thema mit einer hohen Brisanz. Schon kleine Fehler in diesem Bereich können große Schäden auslösen. Verstärkte Forschungsaktivitäten führen zu neuen Erkenntnissen, die in zukünftigen Maßnahmen Berücksichtigung finden sollten. Dies trifft auch für die Ladungssicherung von Betonfertigteilen zu.</para></abstract><abstract lang="en"><para role="abstractEN">Load securing presently is a very important issue. Small acts of negligence may lead to great damage. Recent research activities revealed new facts which should be considered when future measures are taken. This also concerns the securing of precast concrete elements.</para></abstract><authorgroup><author><firstname>Ralf</firstname><surname>Wunderlich</surname></author><author><firstname>Gerrit</firstname><surname>Hasselmann</surname></author></authorgroup><biblioid class="uri">urn:nbn:de:0009-12-6758</biblioid><biblioid class="doi">10.2195/LJ_Not_Ref_d_Wunderlich_1020043</biblioid><keywordset><keyword>Ladungssicherung</keyword><keyword>load securing</keyword><keyword>VDI-Richtlinie 2700</keyword><keyword>Gleitreibung</keyword><keyword>Haftreibung</keyword><keyword>Zurrgurt</keyword><keyword>Zurrseil</keyword><keyword>Ladefläche</keyword><keyword>Betonfertigteile</keyword><keyword>DEKRA-Crashzentrum</keyword><keyword>Zugversuch</keyword><keyword>Bremsversuch</keyword><keyword>WGTL</keyword><keyword>Wissenschaftliche Gesellschaft für Technische Logistik</keyword><keyword>elogistics journal</keyword><keyword>Prof. Michael ten Hompel</keyword><keyword>Universität Dortmund</keyword><keyword>Uni Dortmund</keyword><keyword>Logistik</keyword><keyword>Logistics</keyword><keyword>Materialfluss</keyword><keyword>Material flow</keyword><keyword>Universitaet Dortmund</keyword><keyword>Intralogistics</keyword><keyword>intra logistics</keyword><keyword>intra-logsitics</keyword><keyword>Intralogistik</keyword><keyword>technische Logistik</keyword><keyword>DOI 10.2195/LJ_Not_Ref_d_Wunderlich_1020043</keyword><keyword>Gerrit Hasselmann</keyword><keyword>Ralf Wunderlich</keyword><keyword>ISSN 1860-5923</keyword></keywordset><subjectset scheme=""><subject></subject></subjectset><legalnotice><title>Lizenz</title><para>Jedermann darf dieses Werk unter den Bedingungen der Digital Peer Publishing Lizenz elektronisch übermitteln und zum Download bereitstellen. Der Lizenztext ist im Internet abrufbar unter der Adresse http://www.dipp.nrw.de/lizenzen/dppl/dppl/DPPL_v2_de_06-2004.html</para></legalnotice><titleabbrev></titleabbrev><volumenum>2004</volumenum><issuenum>Oktober</issuenum><biblioset relation="journal"><issn>ISSN:1860-5923</issn><title>Logistics Journal : nicht-referierte Veröffentlichungen</title></biblioset></articleinfo><section><title><phrase role="GEN_upcast-HEADINGNUMBER">1.	</phrase>Ausgangssituation</title><para role="text">Bei dem Neubau von Gebäuden kommen in großem Umfang Fertigteile aus Beton zum Einsatz. Diese Fertigteile, wie z.B. Elementwände und -decken mit Gitterträgern, werden i. d. R. nach Kundenwunsch auf Maß hergestellt. Aufgrund dieser kundenspezifischen Anfertigung haben z.B. die Elementdecken zwar ähnliche geometrische Formen, aber fast immer unterschiedliche Ab­messungen und Gewichte.</para><para role="text">So müssen diese Elementdecken so geplant und gefertigt werden, dass sie auf der Baustelle mit einem Kran in einer festgelegten Reihenfolge auf dem Rohbau verlegt werden können. Dazu werden in den Betonwerken die Deckenelemente nach der Fertigung in der entsprechenden Reihenfolge in einem Block gestapelt. Als Unterlage für einen solchen Decken-Stapel werden entweder stabile Stahlrahmen oder Holzbalken verwendet. Zwischen die einzelnen Deckenelemente eines Stapels werden z.T. keine Zwischenlagen gelegt. Dabei liegt das obere Element mit seiner glatten Betonseite auf dem Gitterträger des unteren Elementes auf oder es werden Holzlatten zwischen die Betonseite des oberen Elementes und dem Gitterträger des unteren Elementes gelegt. Innerhalb eines solchen Stapels können aufgrund der vorgegebenen Verlegereihenfolge unterschiedlich große Decken liegen. Die Lagerung, Verladung und der Transport erfolgt in aller Regel ohne Schutz der Deckenelemente vor klimatischen Einflüssen, wie Regen, Schnee oder Frost.</para><para role="text">Für den Transport zur Baustelle werden die Decken-Stapel auf offene LKW verladen. So liegen auf einem Sattelauflieger bis zu zwei Stapel, die jeweils 10 – 12 Tonnen schwer sein können. Die Decken-Stapel werden dann mit Hilfe von Zurrgurten und Zurrseilen durch Niederzurren auf den Ladeflächen gesichert.</para><para role="text" /><para role="Abbildung"><mediaobject><imageobject><imagedata width="90.49mm" depth="62.96mm" fileref="dippArticle-1.jpg" format="JPG" srccredit="embed" /></imageobject><caption><para role="caption">Abbildung <phrase role="GEN_SEQ">1</phrase>: Die Folgen schlechter Ladungssicherung</para></caption></mediaobject></para><para role="heading">Aktivitäten des Bundesverbandes Deutsche Beton- und Fertigteilindustrie (BDB)</para><para role="text">Die Fachgruppe Betonbauteile mit Gitterträgern im BDB beschäftigt sich schon seit geraumer Zeit mit der Ladungssicherung von Fertigteilen aus Beton auf Lkw. In Zusammenarbeit mit Fach­leuten verschiedener Institutionen, wie u. a. dem Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik sowie betroffenen Firmen sollen Hilfestellungen für Fahrer und Verlader erarbeitet werden.</para><para role="text">Bereits zu Beginn der Beratungen war klar, dass generell davon ausgegangen wird, dass auf­grund der spezifischen Eigenschaften der Fertigteile und der Art des Transportes nur eine kraft­schlüssige Verladung, überwiegend durch Nieder­zurren, in Frage kommt. </para><para role="text">Das entscheidende Kriterium zur Festlegung der erforderlichen Ladungssiche­rungsmittel bei der Sicherung durch Niederzurren sind die Reibwerte. Dazu wird auf die Reibwerte in der VDI-Richtlinie 2700 zurückgegriffen. Als Reibwerte werden dort 0,3 – 0,6 für den trockenen Zustand und 0,3 – 0,5 für den nassen Zustand ange­geben.</para><para role="text">Aufgrund der großen Streuung der angegebenen Reibwerte für Beton und der Vorgabe, im Zweifelsfall stets den kleinsten Reibwert anzunehmen, muss in der Regel der niedrigste Reibwert für die Auslegung bzw. Beurteilung der Ladungs­sicherungsmaßnahmen eingesetzt werden. Dies kann dazu führen, dass in Kon­trollen sehr aufwändige Ladungssicherungsmaßnahmen mit einer im Extremfall unrealistisch hohen Anzahl von Zurrgurten gefordert werden. </para><para role="text">Bezüglich der in der VDI-Richtlinie 2700 angegebenen Reibwerte bestand in der Fach­gruppe die Frage, inwieweit diese Werte zutreffen und ob sie auf andere Materialpaarungen übertragen werden können. Aus diesem Grund sollten Reibwerte von verschiedenen Materialpaarungen (Beton, Holz, Stahl, etc.) auf realen Ladeflächen ermittelt werden. Der BDB beauftragte in einer ersten Versuchsreihe den TÜV Rheinland und das Fraunhofer-Institut IML, gemeinsam Zugver­suche zur Er­mittlung von Reibwerten durchzuführen. Dazu wurden die jeweils vom TÜV und vom Fraunhofer-IML entwickelten transportablen Messaufbauten verwendet. Diese Messaufbauten gestatten es, reale zu transportierende Güter in Bezug auf ihre Reibungseigenschaften auf realen Fahrzeugladeflächen zu untersuchen. </para><para role="text" /><para role="heading">Theorie der an Ladungen wirkenden Kräfte und deren Effekte</para><para role="text">Neben der Erdbeschleunigung treten auf den Ladeflächen von Lkw zusätzliche horizontale und vertikale Beschleunigungen auf. Die horizontalen Kräfte sind diejenigen, welche eine Ladung zum  Rutschen bringen können. </para><para role="text">Abhängig von den horizontalen Kräften, die bei einer Kurvenfahrt als Zentrifugalkräfte (Flieh­kräfte) oder Bremsvorgängen des Fahrzeuges als Bremsverzögerungen auftreten, und den Reibwerten (Haft- und Gleitreibung) sowie der Geometrie der Ladung, beginnt das Gut zu rutschen.</para><para role="text">Horizontal wirkenden Kräften entgegen steht eine Haftkraft, die bedingt ist durch die Reibung zwischen der Ladung und der Ladefläche. Überschreitet die horizontale Kraft die Haftkraft / -reibung, so beginnt die Ladung sich zu bewegen, sie gleitet.</para><para role="text">Es werden zwei Arten der Reibung unterschieden und Kennwerte dazu als Koeffizienten angegeben.</para><para role="text" /><orderedlist numeration="arabic" spacing="normal" inheritnum="ignore" continuation="restarts"><listitem><para role="text">Haftreibung:	Schwellenwert, der zu Beginn einer Gleitbewegung zu überwinden ist, aber nicht ausreicht, um eine Relativbewegung zu erzeugen. Es wird die Haft­reibungszahl µ<subscript>0</subscript> als Koeffi­zient aus der Gewichtskraft F<subscript>G</subscript>, die senkrecht zur Reibungsfläche wirkt, und der Haft­reibungskraft F<subscript>S</subscript>, die notwendig, ist die Haft­reibung zu überwinden, errechnet:</para></listitem></orderedlist><para role="text" /><para role="text">	µ<subscript>0</subscript> = F<subscript>S</subscript> / F<subscript>G	</subscript>(<anchor id="f1" />1)</para><para role="text" /><orderedlist numeration="arabic" continuation="continues" spacing="normal" inheritnum="ignore"><listitem><para role="text">Gleitreibung:	Reibung, die direkt nach Überwindung der Haftreibung	bei einer vorgegebenen Gleitgeschwindigkeit noch wirksam bleibt. Es wird die Gleitreibungszahl µ als Koeffizient aus der Gewichtskraft F<subscript>G</subscript>, die senkrecht zur Reibungsfläche wirkt und der Gleit­reibungskraft F<subscript>D</subscript>, die notwendig ist die Gleit­reibung zu überwinden, errechnet:</para></listitem></orderedlist><para role="text" /><para role="text">	µ = F<subscript>D</subscript> / F<subscript>G</subscript>	(<anchor id="f2" />2)</para><para role="text" /><para role="text">Werden horizontal auftretende Beschleunigungen, wie in der VDI-Richtlinie 2700 ge­schehen, in Vielfachen bzw. Bruchteilen der Erdbeschleunigung angegeben (0,8 g in Fahrtrichtung, 0,5 g quer und gegen Fahrtrichtung), so können diese Werte direkt mit den Reibwerten verglichen werden. </para><para role="text">Die Bedingungen lauten also, dass der kleinere der beiden Reibwerte (Haft- und Gleitreibung) größer als 0,8 bzw. 0,5 sein muss, wenn die Ladung ohne weitere Sicherung geladen werden soll. Die Ladung kann auch durch Erhöhung der Ge­wichtskraft F<subscript>G</subscript>, z.B. durch Niederzurren und/oder eine formschlüssige Verladung, z.B. die Ladung stützt sich an den Bordwänden ab und/oder einer kraftschlüssi­gen Verladung durch Schräg- oder Diagonalzurren, gesichert werden.</para><para /><para role="heading">Ermittlung der Haft- und Gleitreibwerte in der Praxis</para><para role="text">Die Untersuchungen wurden mit offenen Sattelaufliegern und handelsüblichen Ladeflächen durchgeführt. Eine Ausnahme bildete ein spezieller Sattelauflieger, der mit einer fest aufgebrachten, speziellen Granulatgummierung versehen war. Bei den unterschiedlichen Sattelaufliegern handelte es sich um Fahrzeuge mit den im folgenden beschriebenen Ladeflächen: </para><para role="text" /><itemizedlist mark="disc" spacing="normal"><listitem><para role="text">Siebdruckplatten, jeweils neuwertig und gebraucht</para></listitem><listitem><para role="text">Holzplanken gebraucht</para></listitem><listitem><para role="text">Holzplanken mit hervorstehenden Stahlteilen</para></listitem><listitem><para role="text">Siebdruckplatten mit spezieller Antirutsch-Gummierung</para></listitem></itemizedlist><para role="text" /><para role="text">Auf diesen Ladeflächen wurden die Zugversuche zur Ermittlung der Reibwerte mit folgenden Fertigteilen bzw. Hilfsmitteln durchgeführt:</para><para role="text" /><itemizedlist mark="disc" spacing="normal"><listitem><para role="text">Elementdeckenplatten</para></listitem><listitem><para role="text">Elementwandplatten</para></listitem><listitem><para role="text">Transportgestell</para></listitem></itemizedlist><para /><para role="Abbildung"><mediaobject><imageobject><imagedata width="89.96mm" depth="60.05mm" fileref="dippArticle-2.jpg" format="JPG" srccredit="embed" /></imageobject><caption><para role="caption">Abbildung <phrase role="GEN_SEQ">2</phrase>: Elementdeckenplatten aus Beton mit Holzzwischenlage</para></caption></mediaobject></para><para role="text">Für die Prüfungen erfolgte die Verladung in Anlehnung an die üblichen Verfahren:</para><para role="text" /><itemizedlist mark="disc" spacing="normal"><listitem><para role="text">Verladung auf einem Transportgestell aus Stahl mit und ohne Holzzwischenlagen</para></listitem><listitem><para role="text">Verladung direkt auf der Ladefläche, jeweils mit und ohne Holzzwischenlagen</para></listitem><listitem><para role="text">Verladung mit Antirutschmatten lose zwischengelegt</para></listitem></itemizedlist><para role="text" /><para role="Abbildung"><mediaobject><imageobject><imagedata width="89.96mm" depth="60.05mm" fileref="dippArticle-3.jpg" format="JPG" srccredit="embed" /></imageobject><caption><para role="caption">Abbildung <phrase role="GEN_SEQ">3</phrase>: Transportgestell aus Stahl</para></caption></mediaobject></para><para role="heading">Ergebnisse der ersten Versuchsreihe</para><para role="text">Insgesamt lagen die Reibwerte im oberen Bereich der Toleranz, in Bezug auf die in der Reibwerttabelle der VDI-Richtlinie 2700 für Beton. Allerdings wird diese nur für die Materialpaarung gegen Holz angegeben. Einige der Materialpaarungen haben darüber hinaus noch deutlich höhere Reibwerte ergeben. Diese hohen Reibwerte würden bei der Auslegung der notwendigen Maßnahmen zur Ladungssicherung zu einer deutlichen Reduktion des Aufwandes führen.</para><para role="text">Um die Ergebnisse in Fahrversuchen zu bestätigen bzw. noch zu vertiefen, wurde vom BDB beschlossen, auf dem Testgelände der DEKRA Automobil AG in Neumünster Bremsversuche mit einer Ladung von Betonfertigteilen durchzu­führen.</para><para role="text">Der Versuchsaufbau und die Bremsversuche sollten auf die laut VDI-Richtlinie 2700 maxi­mal zu erwartende Bremsbeschleunigung von a = 0,8 * g in Fahrtrichtung ausgelegt werden.</para><para role="text" /><para role="heading">Weitere Zugversuche und Bremsversuche im DEKRA-Crash-zentrum in Neumünster</para><para role="text">Für die im DEKRA-Crashzentrum in Neumünster stattgefundenen Zug- und Bremsversuche wurden zwei Verladeformen aus der Praxis der Verladung von Betonfertigteilen ausgewählt. Dabei handelte es sich um:</para><para role="text" /><para role="heading4">Verladung von Elementwandplatten:</para><para role="text">Die untere Wandplatte lag dabei auf einem Transportgestell aus Stahl, mit Holzlatten (ca. 10 cm breit) als Zwischenlage auf. Der weitere Aufbau des Stapels erfolgte Wand auf Wand (Beton auf Beton) ohne weitere Zwischenlagen. Der gesamte Stapel von insgesamt vier Elementwänden und dem Stahlrahmen hatte ein Gewicht von 8.576 kg. </para><para role="text" /><para role="heading4">Verladung von Elementdeckenplatten:</para><para role="text">Die untere Deckenplatte lag mit einer Zwischenlage aus vier Holzbalken (ca. 10 x 15 cm) auf der Ladefläche. Der weitere Aufbau des Stapels erfolgte Decke auf Decke mit Zwischenlagen aus ca. 10 cm breiten Holzlatten (Beton/Holz/Stahlarmierung). Der gesamte Stapel von insgesamt sechs Ele­mentdecken und Zwischenlagen hatte ein Gewicht von ca. 7.500 kg.</para><para role="text" /><para role="heading4">Fahrzeug:</para><para role="text">Als Fahrzeug wurde ein offener Sattelauflieger mit einem „alten“ Siebdruckboden als handelsübliche Ladefläche eingesetzt. Dieser Auflieger wurde bereits bei den ersten Zugversuchen mit untersucht.</para><para role="text" /><para role="heading4">Zugversuche:</para><para role="text">Zur Absicherung der Versuche wurden vor den Fahrversuchen an den Materialpaarungen der o.g. Fertigteilstapel die Reibwerte nochmals ermittelt.</para><para role="text" /><para role="heading4">Bremsversuche:</para><para role="text">Für die Bremsversuche erfolgte die Sicherung der beiden Stapel auf dem Auf­lieger durch je­weils drei Zurrgurte. Die notwendigen Sicherungskräfte und die daraus abzuleitenden Vorspan­nungen der Zurrgurte wurde mit den Gesamt­gewichten der Stapel und den Reibwerten aus den ersten Versuchen errechnet und an den gesicherten Stapeln überprüft.</para><para role="text">Der Auflieger mit den beiden Fertigteilstapeln wurde an eine Sattel-Zugmaschine der DEKRA angekoppelt und mit mehreren triaxialen Beschleunigungsaufnehmern versehen, die bei den Bremsversuchen die auftretenden horizontalen Bremsbeschleunigungen dokumentieren sollten. Das Gesamtgewicht des Sattelzuges betrug 30.550 kg </para><para role="Abbildung"><mediaobject><imageobject><imagedata width="82.56mm" depth="54.77mm" fileref="dippArticle-4.jpg" format="JPG" srccredit="embed" /></imageobject><caption><para role="caption">Abbildung <phrase role="GEN_SEQ">4</phrase>: Bremsversuch</para></caption></mediaobject></para><para role="text">Um die Auswirkungen unterschiedlicher Verzögerungen auf die Ladung feststellen zu können, wurde der Sattelzug zunächst auf trockener Fahrbahn mit der Betriebsbremse verzögert. Anschließend wurden drei Bremsversuche durch­geführt, bei denen als maximaler Belastungsfall a = 0,81 g erreicht wurden. Abschließend wurde ein Versuch durchgeführt, bei dem jeweils der mittlere Zurrgurt der Ladungssicherung entfernt wurde.</para><para role="text">Insgesamt zeigten die Bremsversuche, dass die durch die Zugversuche ermittelten Reibwerte gut dazu geeignet waren, die Ladungssicherung entsprechend der Maßgabe der VDI-Richtlinie 2700 ff. auszulegen. </para><para role="text" /><para role="heading">Weiteres Vorgehen</para><para role="text">Die Ergebnisse der Zugversuche und die guten Ergebnisse der Bremsversuche im DEKRA-Crashzentrum in Neumünster ermöglichten eine zuverlässige Fest­legung von Reibzahlen als erfor­derliche Grundlage für die Auswahl der Ladungs­sicherungsmaßnahmen. Es werden vom BDB z. Zt. Empfehlungen für die Aus­legung der Ladungssicherungsmaßnahmen für Betonfertigteile er­arbeitet.</para><para role="text">Neben den Empfehlungen soll eine Tabelle mit Angaben zu Reibwerten für ver­schiedene Mate­rialpaarungen von Beton gegen z.B. Holz oder Stahl dargestellt werden, die als Grundlage für die Berechnung der Sicherungskräfte beim Nieder­zurren dienen soll.</para><para role="text">Die Erarbeitung und Festlegung der nachfolgenden Reibwerttabelle wurde basie­rend auf allen Messergebnissen der Zugversuche durchgeführt. </para><para role="tabelle" /><para role="tabelle"><mediaobject><imageobject><imagedata width="94.9mm" depth="62.75mm" fileref="dippArticle-5.jpg" format="JPG" srccredit="embed" /></imageobject><caption><para role="caption">Tabelle <phrase role="GEN_SEQ">1</phrase>: Gleitreibzahlen für trockene und nasse Ladeflächen.</para></caption></mediaobject></para><para role="text" /><para role="text">Diese Tabelle und die vom BDB ausgearbeiteten Empfehlungen zur Ladungssicherung von Betonfertigteilen sollen in die Novellierung der VDI-Richtlinie 2700 einfließen und als eigen­ständiges Blatt innerhalb der Richtlinien-Reihe erscheinen.</para></section></article>