Logi-Tech Solutions: Neues Logi-Tec System misst Transportkräfte auf Lkw mit 0,8 g und 0,5 g: Reibung und Ladungssicherung

Um Ladungen richtig zu sichern, ist es zwingend notwendig, die tatsächlichen Reibbeiwerte der verwendeten Materialien zueinander zu kennen. Dabei steckt der Teufel im Detail.

Symbolbild LOGISTRA (Foto: T. Schweikl)
Redaktion (allg.)

Was passiert eigentlich beim Transport? Mit dieser grundlegenden Frage sollte sich jeder Logistiker auseinandersetzen, der dafür Sorge zu tragen hat, dass seine Waren sicher und gesetzeskonform ausgeliefert werden. Auf dem Lkw wirken auf die Ladung durch das Beschleunigen, Abbremsen und Kurvenfahren Kräfte ein, die gemeinhin als Teile der Erdbeschleunigung g (= 9,81 m/s²) angegeben werden. Eingebürgert haben sich im Laufe der Zeit anerkannte Erfahrungswerte von 0,8 g (= 0,8 x 9,81 m/s²) in Fahrtrichtung sowie 0,5 g (= 0,5 x 9,81 m/s²) gegen die Fahrtrichtung sowie zur Seite. Die Aufgabe der Ladungssicherung ist es, diese Kräfte auszugleichen, die im Rahmen normaler Verkehrsverhältnisse auftreten. Bei Unfällen wirken Kräfte in Größenordnungen von 15 bis 300 g, gegen die niemand sichern kann.
Um die g-Kräfte des normalen Transports aufnehmen zu können, muss eine Ware bereits ab der Produktion gewisse Voraussetzungen erfüllen. Ein ab Werk voll beladener Trailer, der von A nach B fährt, ist relativ einfach zu sichern. In der Regel wird aber teils mehrmals umgeladen, zwischengelagert und vereinzelt.
Der Hersteller muss also seine Produkte für die Distribution so zur Verfügung stellen, dass sie überhaupt gesichert werden können. Einzelne Pakete müssen mit Stretchfolie auf Paletten befestigt sein und auch Fässer sollten durch Umreifen stabil auf dem Ladungsträger fixiert sein. Idealerweise wird die Ladungssicherung als integraler Bestandteil des Qualitätsmanagements eines Unternehmens gesehen, weil die Kosten durch beschädigte Produkte oder stillgelegte Lkw den Sicherungsaufwand in der Regel deutlich übersteigen. Die entschei-denden Fragen sind: Wie sieht die Produktverpackung aus? Wie bildet man daraus eine Ladeeinheit, die sicher und steif genug ist? Und wie übergibt man diese zum Transport? Welches Konzept zur Ladungssicherung wurde festgelegt?
Ladungssicherung bedeutet immer sichern gegen Verrutschen und Umkippen gleichermaßen. Grundsätzlich hat man dazu die Möglichkeit, die Ladung festzubinden, die Reibung auf der Ladefläche zu nutzen oder den sogenannten Formschluss mit dem Fahrzeugaufbau herzustellen. Dieser muss dann natürlich ausreichend fest sein, um die Kräfte auch aufnehmen zu können. Das regelt die Norm 12642, in der die Aufbau-Codes-L und -XL beschrieben werden.

Exakte Werte
Bei der Sicherung über die Reibung hingegen gilt das sogenannte Zahlenäquivalent. Um also etwa in Fahrtrichtung gegen 0,8 g zu sichern, braucht man auch eine Reibung mit einem Reibbeiwert von
µ = 0,8 zwischen Ladung und Ladefläche oder innerhalb gestapelter Ladungen. Eine Ladung ist immer dann korrekt gesichert, wenn die Trägheitskraft Fa durch die Reibkraft Fr ausgeglichen wird. Gelingt dies nicht, muss eine zusätzliche Sicherungskraft eingesetzt werden, beispielsweise durch Niederzurren. Einfach gesprochen, erhöht man durch Niederzurren künstlich die Reibungskraft und verhindert so ein Verrutschen der Ladung. Für die Sicherung gegen Kippen ist eigentlich ein zweiter Rechenschritt nötig, obwohl die Berechnungen gerne in einen Topf geworfen werden.
Bei der Berechnung der benötigten Anzahl von Zurrgurten kommt man freilich bereits bei kleinen Änderungen des Reibbeiwertes µ zu unterschiedlichen Ergebnissen, sodass diesem Wert eine zentrale Bedeutung zukommt. Eine Möglichkeit, um realistische µ-Werte für bestimmte Ladungen und Fahrzeuge zu ermitteln, sind unter anderem reale Reibwertmessungen. Dem Fraunhofer-Institut ist es wichtig, diese Messungen auf realen Fahrzeugen mit realen Ladungen durchzuführen. Reale Messungen wurden in der Vergangenheit oft zu wenig gemacht, obwohl das Messverfahren in der VDI-Richtlinie 2700, Blatt 14, im Detail beschrieben ist.
Reibwertmessungen im Labor sind dann sinnvoll, wenn es um die Neuentwicklung rutschhemmender Materialien (rhM) geht, der Hersteller also etwa Mischung 1 mit Mischung 2 vergleichen will. Diesen Laborwert in die Realität zu übertragen, ist eine andere Sache. Denn in der Praxis sind die Ladeflächen nicht einheitlich: Der Boden kann neu oder abgenutzt sein und es können etwa auch Schnellladeschienen aus Metall montiert sein. Auch die Ladung steht oft ganz unterschiedlich.
Ein weiteres Thema, das kaum beachtet wird, obwohl es signifikanten Einfluss auf die Sicherung hat, ist die sogenannte Flächenpressung. Ein ermittelter Reibbeiwert gilt immer nur für eine spezielle Ladung und in einem bestimmten Massebereich der Ladung. Bei Papierrollen etwa mit Gewichten um 1.500 kg kann sich das rutschhemmende Material anders als bei Rollen mit 2.500 oder gar 3.000 kg verhalten. Es verändert also seine Reibeigenschaften unter dem Einfluss des zunehmenden Drucks. Eine Herstellerangabe von µ = 0,7 kann bei hohem Druck leicht auf µ = 0,4 sinken.

Überraschende Werte
Ein Beispiel, bei dem nur eine reale Messung sinnvolle Werte ergibt, sind Betonelemente, wie sie etwa bei sogenannten Filigrandecken im Wohnungsbau vorkommen. Dabei fahren offene Lkw mit fünf bis acht auf Holzlatten übereinander gestapelten Betonfertigteilen zur Baustelle, die ohne weitere rutschhemmende Materialien zusätzlich durch Niederzurren gesichert sind. Die Betonindustrie wollte für diese Transportart den tatsächlichen Reibbeiwert wissen, um ein Gutachten zu erhalten, das die Sicherungsmaßnahme als ausreichend belegt. Später hat man den Versuchsaufbau noch einmal unter Einsatz rutschhemmender Materialien wiederholt. Dabei wurde festgestellt, dass sich in diesem Fall der zusätzliche Aufwand für das Verlegen der rhM-Streifen nicht lohnt. Die Betonteile erzeugen auf dem Holz bereits genug Reibung, um durch Niederzurren gesichert zu werden.
Sehr aufwendig waren auch die Untersuchungen zum Transport von Pflastersteinen, wo mit dem Blatt 10/2 seit einiger Zeit eine eigene VDI-Richtlinie erarbeitet wird. Gefahren werden sowohl Pflastersteine auf Palette als auch direkt auf der Ladefläche. Zudem kann die Ladefläche aus Siebdruck- oder Stahlblechboden bestehen. In der Praxis hat man hier offene Fahrzeuge mit oft starker Verschmutzung im Einsatz. Das Ergebnis umfangreicher Praxismessungen war eine Broschüre des Bundesverbands Betonbauteile Deutschland e.V., in der relativ hohe Werte aufgezeigt wurden. Diese Werte sind zwar in die Kritik geraten, wurden aber in insgesamt 270 Messungen bestätigt.

Anders die Situation beim Transport von Stahlblech. Dieses kann in der Bodenlage durch rutschhemmendes Material hervorragend gesichert werden. Die Zwischenlagen bestehen aber aus Holzklötzchen, die dafür sorgen, dass ein Gabelstapler/Kran mit Ketten auch Teilladungen entnehmen kann. In dieser Materialkombination hat sich herausgestellt, dass der Reibbeiwert von Stahl auf Holz sehr gering ist und zwingend mit rutschhemmenden Materialien gearbeitet werden muss. In der Praxis wird dort aktuell noch immer mit deutlich zu wenig Sicherung gefahren.
Beim rutschhemmenden Material bietet der Markt im Übrigen nicht nur Matten aus Gummigranulat, sondern auch immer wieder interessante Neuentwicklungen. Etwa einen technischen Schaum mit oberflächlicher Beschichtung unter dem Namen „Transpofoam“. Es ist eines der Materialien mit den höchsten Reibbeiwerten zur Sicherung von Papierrollen und Paletten. Die Schaummatten sind zwar etwas teurer als Matten aus Gummigranulat, dafür aber auch langlebiger.

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Qualität prüfen
Matten aus Gummigranulat erreichen ihre Qualität dadurch, dass eine definierte Klebermenge verwendet wird. Günstige Anbieter erhöhen gerne den Granulatanteil und reduzieren so den teuren Kleberanteil, was auf Kosten der Festigkeit beziehungsweise Lebensdauer geht. Leider fehlt hier immer noch eine einheitliche Kennzeichnungspflicht für diese Materialien, um die unterschiedlichen Qualitäten abzugrenzen und dem Kunden die Kaufentscheidung zu erleichtern. Manche Hersteller kennzeichnen ihre Gummigranulate zumindest farblich, aber das passiert freiwillig. Auch komplette Ladeflächen auf dem Lkw mit rutschhemmenden Eigenschaften können gute Dienste leisten. Fraglich war hier zunächst, wie lange die Böden halten. Für einen Hersteller wurde deshalb dieser Frage durch Reibbeiwert-Messungen nach drei Monaten, nach sechs Monaten und nach einem Jahr nachgegangen. Es hat sich herausgestellt, dass ein guter Boden nach einem Jahr immer noch Reibbeiwerte aufweist, die höchstens um fünf Prozent geringer sind als zu Beginn der Messung. Für viele Anwendungen kann das eine echte Alternative sein.

Praxistipp: Ladungssicherung für Logistiker
Das Fachmagazin LOGISTRA und das 3G Europäisches Kompetenzzentrum Ladungssicherung veranstalten im Herbst erstmals einen gemeinsamen Ladungssicherungstag für Logistiker. Die Tagesveranstaltung vermittelt Lager- und Fuhrparkverantwortlichen in kompakter Form Praxiswissen zum Thema Ladungssicherung. Veranstaltungsort sind die Räumlichkeiten des 3G in Fulda, der genaue Termin steht noch nicht fest. Weitere Informationen erhalten Sie im Internet unter logistra.de oder 3g-ladungssicherung.de.

Der Autor
Gerrit Hasselmann ist seit 1996 verantwortlich im Geschäftsfeld Ladungssicherung des Fraunhofer-Instituts für Materialfluss und Logistik IML in Dortmund.
Er hält Vorträge und Seminare zum Thema und hat bereits mehr als 100 Ladungssicherungsprojekte begleitet. Zudem ist er in verschiedenen Verbandsgremien (DIN, VDI, VDA, BGL) tätig.

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