www.steine-und-erden.net > 2005 > Ausgabe 1/05 > Ladungssicherung beim Baggertransport: Und er bewegt sich doch!

[Die Industrie der Steine + Erden]






Ladungssicherung beim Baggertransport: Und er bewegt sich doch!

Die Notwendigkeit zur Ladungssicherung wird bei Erdbaumaschinen oftmals als überflüssig in Frage gestellt. Das Standardargument lautet: "Die Maschine ist so schwer, die fällt schon nicht herunter".
Die Realität sieht dagegen anders aus: Häufig stürzen Bagger oder Radlader mangels ausreichender Sicherung vom Tieflader. Dekra, StBG und die Firma Gees simulierten jetzt in Salzkotten den Ernstfall.

Am Überzeugendsten sind in solchen Fällen Realversuche zur Ladungssicherung, um aufzuzeigen, dass bereits bei normalen Fahrmanövern, wie Kurvenfahrt, ein Ladungsverlust selbst bei zusätzlicher Sicherung eintreten kann. Solche Fahrversuche scheiterten bisher daran, dass niemand bereit war, hierfür eine Erdbaumaschine und das entsprechende Transportgerät zur Verfügung zu stellen.


Baggertransport auf Tieflader
Baggertransport auf Tieflader


Bagger überschlägt sich
Bagger überschlägt sich


Als zuständige Berufsgenossenschaft hat sich die Steinbruchs-Berufsgenossenschaft dieser Thematik angenommen und die Firma Gees in Salzkotten für entsprechende Versuchsdurchführungen gewinnen können. Der Fachbereich Unfallanalytik der DEKRA Niederlassung Bielefeld hat hierbei den Part der technischen Dokumentation übernommen aufgrund seiner bundesweiten Erfahrung mit Fahrversuchen zur Ladungssicherung.
Die einschlägigen verbindlichen Vorschriften wie ZH1/413 und DIN EN 12195-1 besagen, dass Ladungssicherung so ausgelegt sein muss, dass in Längsrichtung die Ladungssicherung Verzögerungen von 0,8 G (8 m/s²) standhalten muss. In seitlicher Richtung liegen die abzusichernden Beschleunigungseinflüsse in der Größenordnung von 0,5 G (5 m/s²) und in gleicher Größenordnung auch in rückwärtiger Richtung.
Die Notwendigkeit der Höhe dieser Anforderungen wurde durch die mittlerweile seit 1996 durchgeführten fahrdynamischen Untersuchungen der DEKRA hinreichend bestätigt.
Die Beschleunigungen, die auf das Ladegut einwirken, verursachen Massenkräfte. Diesen Massenkräften wirken die Reibungskräfte entgegen, die durch die Masse des Ladeguts und seinen Gleitreibbeiwert auf der Ladefläche verursacht werden. Insofern ist es uninteressant, ob das Ladegut nun 1 t oder 10 t wiegt. Das Verhältnis der Massenzunahme ist immer proportional zur Reibungskraft.
Hierzu ein Beispiel: Ein Kleinbagger mit einer Masse von 2,0 t und Stahlkettenlaufwerk baut in seitlicher Richtung unter maximaler Querbeschleunigung von 0,5 G ca. 1.000 daN Massenkräfte auf. Ein Bagger mit 20 t gleicher Bauart bewirkt Massenkräfte von 10.000 daN. Auf trockener Holzbohlenladefläche wird durch den Reibungseinfluss eine durch Reibung bedingte Sicherungskraft bei dem 2 t-Bagger von 600 daN und bei dem 20 t-Bagger von 6.000 daN aufgebaut. Das heißt, das Verhältnis von Gewichtskraft zur Reibungskraft bleibt gleich und belegt somit die Fehlerhaftigkeit der Vorstellung, dass allein ein höheres Gewicht schon mehr Ladungssicherung erbringen würde.


Baggersicherung beim Transport
Baggersicherung beim Transport


Position des an der Tiefladerbodenunterseite rahmenmittig überkopf angebrachten biaxialen Sensorsystems
Position des an der Tiefladerbodenunterseite
rahmenmittig überkopf angebrachten
biaxialen Sensorsystems


Sensorposition Zugfahrzeug außermittig auf der Längsträger/Tankkonsole
Sensorposition Zugfahrzeug außermittig auf der
Längsträger/Tankkonsole





Massgeblich ist die Reibung

Maßgeblich ist allein der Reibgleitbeiwert zwischen Ladegut und Ladefläche. Steht ein Bagger mit verdrecktem Laufwerk auf der Ladefläche, sinkt der Gleitreibbeiwert massiv - unter Umständen abhängig von den Witterungsbedingungen bis auf ein Zehntel.
Das häufig gebrauchte Argument, es sei ja bisher nichts passiert, liegt dann aber vielmehr in der vorsichtigen Fahrweise des Fahrzeugführers begründet und nicht in der vermeintlich fehlerhaften Berechnung. Ladungssicherung dient dazu, dem festen Halt des Transportgutes bei Fahrmanövern, wie plötzlichen Vollbremsungen oder Ausweichmanövern, zu genügen. Aus diversen prinzipiellen DEKRA Untersuchungen ist bekannt, dass Gummipolsterlaufwerke bzw. Reifen relativ hohe Gleitreibbeiwerte aufweisen, bis zu einer Größenordnung von 0,5 im statischen Zugversuch auf trockenen Holzbohlenböden von Tiefladern. Von Interesse war daher, ob diese im statischen Versuch gewonnenen Werte auch bei dynamischer Beanspruchung in gleicher Größenordnung vorhanden sind.
Bei einem positiven Nachweis hätte zum Beispiel die seitliche und rückwärtige Ladungssicherung für derart ausgestattete Erdbaumaschinen bei trockenen Reibpartnern entfallen können. Da die Gleitreibbeiwerte bei anderen Reibungspartnern, wie zum Beispiel Stahlkette/Holzbohlenboden oder gummi-/stahlbeplanktem Boden, niedriger liegen, war bei negativem Versuchsausgang im Umkehrschluss der Nachweis erbracht, dass grundsätzlich Ladungssicherungsmaßnahmen durchgeführt werden müssen.
Als Versuchsobjekt diente ein 7-t-Radbagger, der zunächst mit vier ablegereifen Gurten in Direktzurrung gesichert wurde.
Dabei zeigte sich bereits bei der Sicherung, dass die fehlenden Zurrösen am Baggeraufbau die Sicherung erschwerten, da die Gurte nur eingeschränkt am Fahrschemel des Unterwagens zu befestigen waren.


Bagger kippt vom Tieflader
Bagger kippt vom Tieflader





Schleudertests in vier Varianten

Die Messtechnik in Form von DEKRA modifizierten biaxial in Längs- und Querrichtung aufzeichnenden UDS-Unfalldatenspeichern war für die Versuche zum einen unterhalb des Ladungsschwerpunktes am Tiefladerboden und zum anderen in Rahmenebene am Zugfahrzeug angebracht worden.
Beim ersten Versuch in Form einer Kurveneinfahrt, verrutschte der Bagger bereits bei einer Querbeschleunigung von 0,4 G, so dass er mit den äußeren Zwillingsreifen vom Tieflader rutschte. Begünstigt wurde dieses Verrutschen durch die Elastizität der Gurte.
Eine Sicherung mittels Ketten ist aufgrund der gegenüber der Gurtbanddehnung wesentlich geringeren Elastizität von Ketten daher grundsätzlich vorzuziehen.
Beim zweiten Versuch mit leicht gesteigerter Fahrgeschwindigkeit rutschte der Bagger vollständig vom Tieflader, wobei der Hubarm infolge fehlender mechanischer Verriegelung des Drehkranzes in einem Dreiviertelkreisbogen herumschlug.
Beim dritten Versuch wurde der Bagger zusätzlich mit vor den Rädern vorgelegten 10 x 10 cm Kanthölzern gesichert. Bei der Kreisbogeneinfahrt mit gleichzeitiger Vollbremsung, vergleichbar einem Ausweichmanöver mit Bremsung, rutschte der Bagger nach dem Reißen der Gurte mit den Rädern schräg seitlich nach vorn vom Tieflader, nachdem er die Kanthölzer überrollt hatte und schlug mit dem Ausleger gegen die rückwärtige Bordwandklappe des Zugfahrzeuges.
Beim abschließenden 4. Versuch wurde der Bagger mit einer Kette nach hinten und einem Gurt nach vorn sowie den Kanthölzern vor den Rädern gesichert. Trotzdem rutschte der Bagger bei der Kurveneinfahrt vom Tieflader, überschlug sich und blieb auf dem Dach liegen. Die Versuchsauswertung der im Tieflader und im Zugfahrzeug eingebauten biaxialen DEKRA UDS-Beschleunigungsaufnehmer ergab, dass die erreichte Querbeschleunigung bei Beginn des Ladungsverlustes sich in einer Größenordnung von 0,45 G bewegte, wobei die auftretenden Beschleunigungen bei allen Versuchen am Zugfahrzeug Werte bis zu 1,5 G als spürbar wirksame Stöße annahmen.
Als Ergebnis kann man aus diesen Versuchen folgende Schlussfolgerung ziehen: Selbst unter günstigsten Voraussetzungen aufgrund der statisch gewonnenen Reibbeiwerte von 0,5 G bei gummibereiften Baumaschinen auf trockenen Holzbohlen gegenüber den wesentlich geringern Gleitreibbeiwerten bei Stahllaufwerken auf Holzbohlen ist eine ausreichende zusätzliche Ladungssicherung mittels Gurten oder - noch empfehlenswerter - wegen der geringeren Dehnung mit Ketten notwendig.
Die Firma Gees, Erdbau und Fahrzeugbau, hat eine leicht anwendbare, formschlüssige Ladungssicherung für ihre Rad- und Kettenbagger entwickelt: Mulden für Radfahrwerke oder Steckbolzen für Kettenfahrwerke verhindern seitliches Bewegen der Maschine bei Kurvenfahrt.
Die Sicherung gegen Schwenken des Oberwagens erfolgt durch einen Stützwinkel zur Aufnahme des Schaufel-Kippgelenks, formschlüssige Ladungssicherung nach vorn und zur Seite sind damit gewährleistet, ein zusätzlicher Steckbolzen verhindert Verschieben nach hinten.
Wenn das Transportfahrzeug nicht diese Möglichkeiten aufweist, werden Bagger üblicherweise durch am Unterwagen angeschlagene Zurrketten oder Schwerlastgurte durch Diagonalzurren gesichert. Drehbewegungen des Oberwagens müssen dann ebenfalls verhindert werden. Hydraulische oder mechanische Bremseinrichtungen des Oberwagens sind nur dann geeignet, wenn die Herstellerangaben eine ausreichende Sicherungskraft gegen Verdrehen gewährleisten (Betriebsanleitung), z.B. für eine zwangsweise wirkende Federspeicherbremse.




Bagger rutscht vom Tieflader
Bagger rutscht vom Tieflader




Auswirkung auf das Zugfahrzeug
Auswirkung auf das Zugfahrzeug




Entzerrte Darstellung des ungeglätteten Aufschriebs
Entzerrte Darstellung des ungeglätteten Aufschriebs





Schlussfolgerung

Fazit aus den Versuchen ist daher u.a., dass Hydraulikbagger herstellerseits mit Zurrpunkten bzw. Anschlagpunkten an Unter- und Oberwagen ausgerüstet sein müssen, die eine ausreichende Sicherung der Maschine mit Zurrmitteln auf dem Transportfahrzeug erlauben.
Die Zurrpunkte müssen leicht erreichbar sein und so gestaltet, dass die Haken mit Klappsicherung der üblichen Zurrketten mit Spannelementen leicht eingehängt werden können. Beim Anschlagen des Lasthakens an der Kette wird z.B. der Zurrwinkel in Fahrtrichtung oft viel zu groß ausgeführt, so dass keine Kräfte in Fahrtrichtung aufgenommen werden können. Mit geeigneten Zurrpunkten können auch die Hersteller die Verkehrssicherheit ihrer Produkte auf dem Transportweg steigern.
Daher ist es unbedingt erforderlich, dass die Hersteller der Transportsicherung mehr
Beachtung schenken und Zurrpunkte so anordnen und kennzeichnen, dass Ladungssicherung einfach, ohne Improvisation und praxisgerecht erfolgen kann. Nur dann ist neben der Betriebssicherheit ihrer Maschinen auch die Verkehrssicherheit auf dem Transportweg gewährleistet.

Dipl.-Ing. Uwe Pätzold, StBG
Dipl.-Ing. Wolfgang Bühren,
DEKRA Niederlassung Bielefeld


Stützwinkel für Kippgelenk
Stützwinkel für Kippgelenk


Zurrpunkt am Unterwagen
Zurrpunkt am Unterwagen


Unterwagen ohne Zurrpunkte!
Unterwagen ohne Zurrpunkte!


Zurrpunkt nicht korrekt nutzbar
Zurrpunkt nicht korrekt nutzbar






Inhaltsverzeichnis Ausgabe 1/05 | Zurück zu unserer Homepage