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Physikalische Grundlagen<br />
Band 46<br />
Gesucht wird F M :<br />
Masse m = 1000 kg<br />
Beschleunigung a = 7,9 m/s 2<br />
2. 3. Gewichtskraft<br />
Eine spezielle Kraft ist die Gewichtskraft (F G ), diese bezeichnet<br />
die Kraft, mit der ein Körper von der Erde angezogen wird.<br />
Die physikalische Einheit für die Gewichtskraft ist Newton [N]<br />
Die Erde besitzt eine Anziehungskraft. Diese Anziehungskraft<br />
wirkt auf jeden Körper. Je größer die Masse eines Körpers, desto<br />
größer ist auch die Gewichtskraft.<br />
Die Fallbeschleunigung beschleunigt einen Körper mit 1 g. Es<br />
wirkt die einfache Gewichtskraft. Demzufolge entsprechen 2 g<br />
dem Zweifachen der Fallbeschleunigung und damit verdoppelt<br />
sich auch die Gewichtskraft.<br />
Auf dem Mond beträgt diese Anziehungskraft nur 1/6 g.<br />
Fallbeschleunigung<br />
Formel für Gewichtskraft<br />
Beispiel: Wie groß ist die Gewichtskraft F G :<br />
g = 9,81 m/s 2<br />
m = 1000 kg<br />
m = Masse [kg]<br />
g = Fallbeschleunigung [m/s 2 ]<br />
Die Gewichtskraft eines Körpers kann sich verändern, aber die Masse eines Körpers bleibt überall gleich. Die Gewichtskraft gibt an,<br />
welche Kraft ein Körper auf seine Aufstandsfläche ausübt.<br />
18 Die BKF-Bibliothek | Ladungssicherung © DEGENER
Physikalische Grundlagen<br />
Band 46<br />
μ = Reibbeiwert<br />
Den Reibbeiwert bezeichnen wir mit dem griechischen Buchstaben<br />
μ, der „mü“ ausgesprochen wird.<br />
μ S ist der statische Reibbeiwert für die Haftreibung zwischen der<br />
Ladung und der Ladefläche.<br />
μ D ist der dynamische Reibbeiwert für die Gleitreibung zwischen<br />
der Ladung und der Ladefläche während der Bewegung der Ladung.<br />
F F = Reibungskraft [N]<br />
ist die Kraft, die durch Reibung zum Beispiel zwischen Ladung<br />
und Ladefläche eines Fahrzeugs gegen die Bewegung der Ladung<br />
wirkt.<br />
F G = Gewichtskraft [N]<br />
ist die Kraft, mit der die Ladung auf die Ladefläche drückt.<br />
Die Reibung zwischen Ladung und Ladefläche kann durch Vibrationen und Stöße, die bei allen Transporten auftreten, stark vermindert<br />
werden. Auch durch Nässe, Öl, Fett oder Eis wird sie in jedem Fall vermindert!<br />
Das ist der Grund, warum wir für die Berechnung der Ladungssicherung ausschließlich den dynamischen Reibbeiwert verwenden.<br />
Beispiel:<br />
Ein Mann schiebt eine Kiste einmal auf Eis und einmal auf der Ladefläche<br />
eines Lkw.<br />
Der Reibbeiwert μ ist unabhängig von dem Gewicht der Ladung, er ist eine Konstante für eine bestimmte Materialpaarung,<br />
der hauptsächlich durch die „Oberflächenrauheit“ zustande kommt.<br />
Je höher der Reibbeiwert ist, desto geringer ist die noch verbleibende Sicherungskraft!<br />
© DEGENER<br />
Ladungssicherung | Die BKF-Bibliothek<br />
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Arten der Ladungssicherung<br />
Band 46<br />
Diagonalzurren<br />
Beim Diagonalzurren werden wie beim Schrägzurren Zurrpunkte am Fahrzeug sowie Befestigungspunkte an der Ladung benötigt. Die<br />
Ladung wird mit mindestens vier Zurrmitteln gesichert.<br />
Heckansicht<br />
Sicht von oben<br />
Weitere Ausführungen der Diagonalzurrungen<br />
Diagonalzurren<br />
Diagonalzurren<br />
Schlingenzurren<br />
Beim Schlingenzurren werden die Zurrmittel um die Ladung herum gelegt und an Zurrpunkten befestigt.<br />
Bei dieser Zurrmethode müssen Zurrpunkte benutzt werden, die eine Belastung bei kleinstem Zurrwinkel erlauben. Die zulässige<br />
Belastung der Zurrpunkte in den jeweiligen Winkelbereichen ist im Kapitel Zurrpunkte aufgeführt. Das unten aufgeführte Schlingenzurren<br />
ist erst wirksam, wenn mindestens drei Zurrmittel mit ausreichender zulässiger Zurrkraft eingesetzt werden, damit auch ein<br />
Verdrehen der Ladung ausgeschlossen wird.<br />
Sicherung quer zur Fahrzeuglängsachse<br />
Sicht von oben: Gestrichelte Linie, Zurrmittel liegt unter der<br />
Ladung. Die Ladung muss zusätzlich nach vorne und hinten<br />
gesichert werden.<br />
34 Die BKF-Bibliothek | Ladungssicherung © DEGENER
Berechnungen<br />
Band 46<br />
4. 2. Reibkraft<br />
Wir beginnen mit der Sicherung der Ladung nur über die Reibung.<br />
Eine Ladung wiegt 500 kg. Wir berechnen, wie groß die Kraft ist, die die Ladung am Rutschen hindert.<br />
Diese Kraft nennt man Reibkraft (F F ). Zur Berechnung der Reibkraft<br />
benötigen wir den dynamischen-Reibbeiwert (μ D ) und das<br />
Gewicht der Ladung.<br />
Wir nehmen einmal den Wert 0,6 bei rutschhemmendem Material<br />
an.<br />
Die Reibkraft beträgt knapp 300 daN oder knapp 300 kg.<br />
Auch wenn die Reibkraft durch das rutschhemmende Material sehr groß ist, können wir die Ladung nicht ausschließlich dadurch sichern.<br />
Sie muss noch durch weitere Maßnahmen gegen Verrutschen gesichert werden.<br />
Eine Sicherung der Ladung alleine durch Reibung reicht nicht<br />
aus. Vertikale Beschleunigungen während des Transportes<br />
reduzieren die Reibkraft, wodurch ein Verrutschen der Ladung<br />
begünstigt wird.<br />
4. 3. Verbleibende Sicherungskraft<br />
Aus den physikalischen Grundlagen kennen wir die maximal zu erwartenden Massenkräfte. Welche Kraft von der Ladungssicherung<br />
noch zu übernehmen ist, können wir nun wie folgt berechnen:<br />
Verbleibende Sicherungskraft (F verbl ) = Massenkraft (F M ) - Reibungskraft (F F )<br />
Eine Ladeeinheit mit einem Gewicht von 10 t (10000 kg) steht auf rutschhemmendem Material, das einen Gleit-Reibbeiwert von 0,6 hat.<br />
Die Ladung soll auf einem Straßenfahrzeug von Hamburg nach München transportiert werden. Die maximale Massenkraft erhalten wir<br />
bei einer Vollbremsung. Die negative Beschleunigung beträgt hierbei 0,8 g. Das sind ca. 7,9 m/s 2 .<br />
Massenkraft F M :<br />
Die Reibkraft F F errechnet sich aus der Gewichtskraft F G<br />
(F G Reibbeiwert μ D .<br />
36 Die BKF-Bibliothek | Ladungssicherung © DEGENER
Fahrstabilität<br />
Band 46<br />
4. 8. Auswirkung der Überladung auf die Fahrstabilität<br />
Eine Überschreitung der Achslasten kann zu einem längeren<br />
Bremsweg führen.<br />
Ob eine Überschreitung der zulässigen Achslast gleichzeitig zu einem<br />
nicht mehr verkehrssicheren Fahrzeug führt, ist davon abhängig,<br />
ob mit der Überschreitung der zulässigen Achslast nach<br />
StVZO auch eine Überschreitung der technisch zulässigen Achslast<br />
erfolgt.<br />
Wird die technisch zulässige Achslast überschritten, ist das<br />
Fahrzeug nicht mehr verkehrssicher! Die technisch zulässige<br />
Achslast ist die vom Fahrzeughersteller freigegebene maximal<br />
zulässige Belastung der Achse.<br />
Die zulässige Achslast ist zum Beispiel die vom Gesetzgeber<br />
in der StVZO als maximal zulässig erklärte Achslast.<br />
Bei einer Überschreitung der technisch zulässigen Gesamtmasse des Fahrzeugs werden sich das Fahrverhalten des Fahrzeugs und damit<br />
auch die Fahrstabilität verschlechtern.<br />
Das kann durchaus dazu führen, dass ein Fahrzeug, das gleichmäßig<br />
beladen (jedoch insgesamt überladen ist) und dessen Ladung<br />
entsprechend den Regeln der Technik gesichert wurde, frühzeitig<br />
bei einer Kurvenfahrt die Spur nicht mehr hält.<br />
Ein Fahrzeug, das nicht überladen wurde, könnte die gleiche Situation<br />
dagegen sicher meistern.<br />
Dieses negative Fahrverhalten ist eine Folge der größeren Masse<br />
und der dadurch auftretenden Kräfte, die über die Reifen auf die<br />
Straße übertragen werden müssen.<br />
© DEGENER<br />
Ladungssicherung | Die BKF-Bibliothek<br />
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