Bei Bremsvorgängen, Kurvenfahrten, Erhöhung der Geschwindigkeit aber auch bei Überfahren von Unebenheiten der Fahrbahndecke wirken auf die Ladung Kräfte, die ein Verrutschen der Ladung zur Folge haben können.
Durch die Trägheit der Masse hat jeder Körper das Bestreben, sich mit der Geschwindigkeit fortzubewegen, die er inne hat. Das ist auch bei einem Bremsvorgang der Fall. Ob nun die auf der Ladefläche befindliche Ladung aufgrund ihrer Trägheit bei einer Bremsung nach vorne rutscht, hängt von der Größe der Beschleunigung (Bremsung: negative Beschleunigung) und damit der Kraft, die auf die Ladung wirkt, und von der Reibungskraft (Widerstandskraft) FR, die die Ladung auf der Ladefläche "festhält", ab.
Die Kräfte und Beschleunigungen, die auf eine Ladung wirken, können mit folgenden Formeln dargestellt werden:
Grundsätzlich gilt:
mit
| F: |
Kraft in Newton [N] |
| a: |
Beschleunigung [m/s²] |
| m: |
die Masse eines Körpers [kg] |
Für unseren Transportfall gilt:
Dabei sind:
| FR: |
die Reibungskraft (Widerstandskraft) in Newton [N] |
| µ: |
die Reibungszahl [ohne Einheit] |
| FG: |
die Gewichtskraft des Körpers (der Ladung) in Newton [N] |
| m: |
die Masse des Körpers (der Ladung) in Kilogramm [kg] |
| g: |
die Erdbeschleunigung ("Erdanziehungskraft"): 9,81 m/s² |
Die Reibungskraft ist gerade die Kraft, die durch die Beschleunigung erreicht bzw. überwunden werden muss, um eine Ladung ins Rutschen zu bringen. Das gilt natürlich nur, wenn die Ladung nicht formschlüssig transportiert wird, z. B. nicht an der Bordwand anliegend.
Um nun die benötigte Beschleunigung zu erhalten, bei der eine Ladung verrutschen würde, rechnet man wie folgt:
a: gesuchte Beschleunigung
Wie man sieht, ist die aufzubringende Beschleunigung, um die Masse (Ladung) zu bewegen, unabhängig von dieser Masse. Setzt man nämlich im Ausdruck
ein, so sieht man, dass sich die Masse bei der Berechnung der Beschleunigung herauskürzt. Die Beschleunigung, die nötig ist, um eine Ladung auf der Ladefläche ins Rutschen zu bringen, ist ausschließlich von der Reibungszahl abhängig.
Gewicht der Ladung irrelevant
Die Beschleunigung, z. B. bei Bremsung oder Kurvenfahrt, die aufgewendet werden muss, um eine Ladung in Bewegung zu setzen, ist unabhängig von der Masse (Gewicht) der Ladung!
Ein schwerer Körper besitzt zwar aufgrund seiner Masse eine höhere Reibungskraft (Widerstandskraft), d. h., er rutscht schlechter auf der Ladefläche, die Kraft jedoch, die bei einer Beschleunigung auf den Körper wirkt, ist eben auch aufgrund seiner Masse entsprechend hoch und hebt den Vorteil der schlechteren "Beweglichkeit" auf der Ladefläche wieder auf.
Die Einschätzung "Die Ladung bewegt sich nicht, die ist viel zu schwer." ist daher unzutreffend.
Ziel der Ladungssicherung muss es nun sein, die Ladung so zu fixieren, dass die auftretenden Beschleunigungen die Ladung nicht ins Rutschen bringen können.
Abb. 1 zeigt die nach den anerkannten Regeln der Technik (z. B. VDI-Richtlinie 2700) zu berücksichtigenden maximalen Massenkräfte für den Fahrbetrieb, die aufgrund der zu erwartenden Beschleunigungen auftreten können.
Abb. 1: Maximal auftretende Beschleunigungen im Fahrbetrieb nach Festlegung VDI 2700
Die in Abb. 1 festgelegten Massenkräfte gelten nur für den Straßenverkehr. Die entsprechenden Werte für Huckepack-, Kombi-, RoRo-Transporte etc. können zum Teil erheblich abweichen.
Aufgrund der bei einer Vollbremsung erreichbaren Spitzenverzögerungswerte sind nach den Regeln der Technik für die Ladungssicherung Massenkräfte von 0,8 × FG zu berücksichtigen, das entspricht 80 % des Ladungsgewichtes. Das bedeutet für eine Ladung von 1.000 daN Gewichtskraft (entspricht ca. 1.000 kg Masse):
FV = 0,8 × 1.000 daN = 800 daN (ca. 800 kg) nach vorne wirkende Massenkraft.
Verzögerungswerte
Die höchsten Verzögerungswerte treten bei einer Vollbremsung übrigens erst kurz vor dem Stillstand des Fahrzeugs auf. Bezüglich der Größe der Verzögerungswerte ist es daher unerheblich, aus welcher Geschwindigkeit abgebremst wird. Daher ist Ladungssicherung immer erforderlich, auch wenn man nur langsam fährt.
Die Faktoren 0,8 und 0,5 werden als Sicherheitsfaktoren bezeichnet und in der Formel durch den Buchstaben c dargestellt.
Die o. g. Kräfte (Massenkräfte), die an der Ladung "zerren" können, müssen nun durch geeignete Ladungssicherung aufgefangen werden. Die Ladungssicherung erzeugt Sicherungskräfte, die den Massenkräften entgegen wirken.
Die erforderliche Sicherungskraft muss der stärksten Massenkraft entgegenwirken und errechnet sich daher zu
da entsprechend Abb. 1 die größten Kräfte nach vorne wirken.
Ob die erforderlichen Sicherungskräfte FS durch Verzurren, Abstützen oder andere Maßnahmen erreicht werden, hängt vom Fahrzeug und vom Ladegut ab.