Be- und Entladen von Fahrzeugen BGHM-I 108

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Abschnitt 3.3, 3.3 Reibbeiwert μ
Abschnitt 3.3
Be- und Entladen von Fahrzeugen BGHM-I 108
Titel: Be- und Entladen von Fahrzeugen BGHM-I 108
Normgeber: Bund
Redaktionelle Abkürzung: BGHM-I 108
Gliederungs-Nr.: [keine Angabe]
Normtyp: Satzung

Abschnitt 3.3 – 3.3 Reibbeiwert μ

Kein Material ist absolut glatt und jede Oberfläche hat Vertiefungen und Erhöhungen, die man oft nicht sofort erkennen kann. Diese Struktur ist von der Art und dem Zustand des Materials abhängig.

Wenn die Ladung auf der Ladefläche steht, findet eine "Mikroverzahnung" zwischen den Oberflächen der Ladefläche und der Ladung statt, die um so stärker wird, je rauer diese Oberflächen sind. Die Höhe des Reibungswiderstands und damit der Wert der Mikroverzahnung, wird durch den "Reibbeiwert" angegeben. Das Formelzeichen für den Reibbeiwert ist der Buchstabe "μ" ("mü").

Die Ladefläche muss trocken und besenrein sein, damit der maximale Reibbeiwert erreicht werden kann. Verunreinigungen zwischen den Kontaktflächen (z. B. durch Sand, Abrieb) sind durch geeignete Maßnahmen zu beseitigen.

  • Haft-, Gleit- und Rollreibung

Im Zusammenhang mit der Ladungssicherung wird zwischen Haft-, Gleit- und Rollreibung unterschieden. Haftreibung ist die Widerstandskraft, die ein ruhendes Ladegut dem Verschieben auf seiner Unterlage entgegensetzt. Gleitreibung ist die Kraft, die ein sich bereits bewegendes Ladegut dem weiteren Verschieben entgegensetzt. Die Kraft, die ein "runder Körper" einer rollenden Bewegung entgegensetzt, wird als Rollreibung bezeichnet.

Rollreibung tritt auch auf verschmutzten Kontaktflächen auf, dabei sind die "Schmutz"-Partikel als Rollkörper und die Ladung als Last zu betrachten.

Durch den Fahrbetrieb entstehen Vibrationen. Diese Schwingungen (Impulse) werden über den Fahrzeugaufbau an das Ladegut weitergegeben. Im übertragenen Sinn "wandert" das Ladegut auf der Ladefläche und der ständige Kontakt der sich berührenden Oberflächen reißt ab. Die Haftreibung wird im Fahrbetrieb aufgehoben und geht in die Gleitreibung über.

  • Der Reibbeiwert ist auch davon abhängig, ob eine Oberfläche trocken, nass oder fettig ist. Trockene Flächen haben in der Regel die höchsten Reibbeiwerte. Zwischen fettigen Oberflächen ist die Reibungskraft kaum wirksam.

  • In der DIN EN 12195-1:2011-06 ist eine Tabelle enthalten, die Reibbeiwerte für einige Materialpaarungen auflistet. Diese Tabelle bietet eine Hilfe bei der Beurteilung des konkret vorliegenden Reibbeiwerts.

Anti-Rutsch-Matten können nach Herstellerangaben bei trockenen und nassen (nicht bei fettigen) Oberflächen einen Reibbeiwert μ = 0,6 erreichen.

Abb. 3-10
Anti-Rutsch-Material zwischen Trailerboden und Palette.

Der Reibbeiwert ist abhängig von der Beschaffenheit und dem Zustand (trocken/nass/fettig) der sich berührenden Oberflächen. Je rauer die Oberflächen sind, um so stärker kann die Reibungskraft wirken und um so größer ist der Reibbeiwert μ. Wie stark die Reibungskraft tatsächlich ist, hängt von der Materialpaarung und der Oberflächenstruktur der aufeinander stehenden Materialien ab. Glattes Metall rutscht besser als sägeraues Holz!

Abb. 3-11 bis 3-14
Ist die Ladefläche nass, kann das den Reibbeiwert negativ beeinflussen.

Sehr negativ wirken sich Eis und Schnee und insbesondere eine ölige oder stark verschmutzte Ladefläche auf den Reibbeiwert aus.

Daher sollte stets auf eine besenreine, trockene und fettfreie Oberfläche geachtet werden.

Tabelle 10 Reibbeiwerte μ * einiger gebräuchlicher Waren und Oberflächen:

Materialpaarung:

Ladungsträger/Ladefläche
Empfohlener Reibbeiwert μ
SiebdruckbodenMetallbodenQuelle
Mehrweg-Holzpaletteμ ≈ 0,30μ ≈ 0,25DEKRA
Einweg-Holzpaletteμ ≈ 0,45μ ≈ 0,30Fraunhofer IML
PP-Kunststoffpaletteμ ≈ 0,20μ ≈ 0,15DIN EN 12195-1
Metall-Gitterboxpaletteμ ≈ 0,25μ ≈ 0,35VDI 2700 Blatt 2
Stahlkisteμ ≈ 0,45μ ≈ 0,20DIN EN 12195-1
Rutschhemmendes Materialμ ≈ 0,60μ ≈ 0,60Herstellerangaben
Materialpaarung:

Ladungsträger/Ladefläche
Empfohlener Reibbeiwert μ
SiebdruckbodenStahlbodenQuelle
Schnittholzμ ≈ 0,45μ ≈ 0,30DIN EN 12195-1
Hobelholzμ ≈ 0,30μ ≈ 0,20DIN EN 12195-1
Holzpakete-Schnittholz auf Unterleghölzernμ ≈ 0,40DEKRA Lübeck
Holzpakete-Hobelholz auf Unterleghölzernμ ≈ 0,40DEKRA Lübeck
Holzpakete, einfoliert auf Unterleghölzernμ ≈ 0,40DEKRA Lübeck
Leimbinder zu Duo-Plast Folie, Innenseiteμ ≈ 0,60Folienhersteller
Materialpaarung: Empfohlener Reibbeiwert μ
Betonstahlmatte auf Betonstahlmatteμ ≈ 0,20VDI 2700 Blatt 11
Betonstahlmatte auf Unterlegholzμ ≈ 0,20VDI 2700 Blatt 11
Stahlblech auf Stahlblech (trocken)μ ≈ 0,20TÜV Nord
Stahlblech auf Stahlblech (nass)μ ≈ 0,15TÜV Nord
Stahlblech, lackiert, auf Weichholzμ ≈ 0,35FLOG Dortmund
Stahlblech, verzinkt, auf Weichholzμ ≈ 0,30FLOG Dortmund
Drahtbund auf Siebdruckladeflächeμ ≈ 0,20TUL-LOG Dresden

Die Einschätzung des im Einzelfall vorliegenden Reibbeiwerts ist die Grundbedingung für eine Berechnung der erforderlichen Maßnahmen zur Ladungssicherung.

Die exakte Bestimmung dieses Werts ist allerdings nur durch einen Versuch möglich und daher praxisfremd.

Die Werte aus den gezeigten Tabellen können als empfohlener Reibbeiwert angenommen werden, beinhalten aber im Einzelfall bedingte Abweichungen.

Auswirkung des Reibbeiwerts μ

Anti-Rutsch-Matten können nach Herstellerangaben bei trockenen und nassen (nicht bei fettigen) Oberflächen einen Reibbeiwert von μ = 0,6 und einen noch höheren Wert haben.

Beispiel:

Eine Stahlkiste mit einem Gewicht von etwa 1.000 kg, die nicht formschlüssig auf der Ladefläche aus Stahlblech steht, soll gesichert werden.

Sicherung in Fahrtrichtung ohne Anti-Rutsch-Matten

Die Ladung wird durch die Reibungskraft nur mit 0,2 x 1.000 daN = 200 daN gehalten. Die restliche Sicherungskraft muss zusätzlich aufgebracht werden.

Sicherung in Fahrtrichtung mit Anti-Rutsch-Matten

Die Ladung wird durch die Reibungskraft jetzt mit 0,6 x 1.000 daN = 600 daN gehalten und es muss nur noch eine deutlich geringere Sicherungskraft zusätzlich aufgebracht werden.

Beispiel für das Verhalten der Ladung

Die Wirkung und Auswirkung der physikalischen Kräfte soll nun anhand eines beladenen Lkw erläutert werden.

Der Lkw hat eine offene Ladefläche aus Holz und Bordwände. Er ist mit einer 1.000 kg schweren Holzkiste beladen, die ungesichert in der Mitte der Ladefläche steht. Zur Stirnwand, sowie zur hinteren und zu den seitlichen Bordwänden sind jeweils etwa ein Meter Zwischenraum.

Die Reibung wird mit 30%, also einem Wert von μ = 0,3, eingegrenzt. Dieser Reibbeiwert entspricht einer Reibungskraft von 300 daN.

Der Fahrer kann die Kiste nicht schieben

Nach dem Beladen steht die Kiste noch nicht ganz in der Mitte der Ladefläche. Der Fahrer versucht nun, die Kiste in die Mitte der Ladefläche zu schieben. Es wirkt hier die Reibungskraft von etwa 300 daN durch die Mikroverzahnung der Oberflächen. Bei dieser Arbeit muss er diese Reibungskraft überwinden. Weil er das nicht schafft, kommt er zu dem Trugschluss: "Die Kiste ist so schwer, die bewegt sich nicht!"

Beim Anfahren rutscht die Kiste nach hinten

Beim Anfahren des Lkw verrutscht die Kiste nach hinten. Es wirkt hier die Massenkraft, die die Kiste in Ruhestellung halten will und die Reibungskraft, die einem Verrutschen entgegenwirkt. Die Kiste rutscht so lange, bis die Differenz dieser Kräfte beim Verrutschen durch Reibung verzehrt ist und die Kiste auf der Ladefläche zum Stillstand kommt.

Beim Durchfahren einer Kurve rutscht die Kiste zur Seite

Beim Durchfahren einer Linkskurve rutscht die Kiste nach rechts. Es wirkt hier die Fliehkraft, wonach die Kiste bestrebt ist, sich geradeaus weiter zu bewegen, und die Reibungskraft, die sie auf der Ladefläche festhalten will. Ist die Fliehkraft aber in Abhängigkeit von der gefahrenen Geschwindigkeit und dem Kurvenradius groß, so wird die Reibungskraft, die dem Verrutschen entgegenwirkt, überwunden und die Kiste rutscht gegen die Bordwand. Die Fliehkraft wird nun als kinetische Energie (Energie der Bewegung) wirksam, deren Intensität von der Geschwindigkeit und der Gewichtskraft abhängig ist. Diese Energie wird auf die Bordwand übertragen und es ist möglich, dass diese die Energie nicht aufnehmen kann und zerstört wird, sodass die Ladung auf die Straße oder den Gehweg fällt.

Beim Bremsen rutscht die Kiste nach vorn

Beim Abbremsen des Lkw rutscht die Kiste nach vorn. Es wirkt hier ebenfalls die Massenkraft, bis die Kiste aufgrund der Reibungskraft zum Stillstand kommt. Ist die Massenkraft aufgrund der starken Bremsverzögerung sehr groß, so wird die Reibungskraft auch hier nahezu wirkungslos und die Kiste rutscht gegen die Stirnwand. Die Massenkraft wird auch hier als kinetische Energie wirksam und es ist möglich, dass die Stirnwand zerstört wird, was unabsehbare Folgen für die fahrzeugführende Person und für unbeteiligte Verkehrsteilnehmerinnen und Verkehrsteilnehmer haben kann.

Abb. 3-15
Beispiel: Ein Fahrzeug fährt durch die Kurve, die mangelhaft gesicherte Ladung rutscht von der Ladefläche.

*

Anm.: Die Angaben dienen nur als grobe Anhaltspunkte und können im Einzelfall differieren.