Technische Sicherheit beim Fahrzeugbau Juni 2008 Gerhard Sommer

Transkript

1 Technische Sicherheit beim Fahrzeugbau Juni 2008 Gerhard Sommer Technische Einführung Ladungssicherung von Stückgütern: nach DIN EN (Ausgabe Jan. 2007) und unter Berücksichtigung der STVO 22 (Ausgabe Jan. 2006)

2 Gesetzliche-/technische Vorschriften und weitere Spielregeln beim Transport von Ladungen im öffentlichen Straßenverkehr Der 22 StVO (ab Jan. 2006): 40. Verordnung zur Änderung straßenverkehrsrechtlicher Vorschriften (40. StVRÄndV) vom Dezember 2005 / gültig ab 01.Januar 2006) 22Abs. 1 StVO wurde wie folgt neu gefasst: (1) Die Ladung einschließlich Geräte zur Ladungssicherung sowie Ladeeinrichtungen sind so zu verstauen und zu sichern, dass sie selbst bei Vollbremsung oder plötzlicher Ausweichbewegung nicht verrutschen, umfallen, hin und her rollen, herabfallen oder vermeidbaren Lärm erzeugen können. Dabei sind die anerkannten Regeln der Technik zu beachten. Der Bußgeldkatalog und die wirtschaftliche Betrachtung (Abladen, Standzeit, etc.) ist die eine Seite, bei Personenschäden die Strafanzeige und die evtl. Existenz- Gefährdung, die andere Seite. 2

3 Die wesentlichen technischen Regelwerke EN 283 Wechselbehälter Prüfung EN neue Fassung (Jan. 2007) Code L und Code XL EN Berechnung von Zurrkräften EN Zurrpunkte auf der Ladefläche von Pritschenfahrzeugen > 3,5 t EN Planen Festigkeiten Teil 1 und Teil 2 DIN Zurrpunkte an Nutzfahrzeugen 3,5 t (Pritschenfahrzeuge) DIN Zurrpunkte an PKW, PKW-Kombi und NKW-Kombi DIN Ladungssicherung in Kastenwagen 7,5 t VDI Richtlinie 2700 ffladungssicherung (z.zt. Blatt 1 bis 17) 3

4 Übersicht der Regelwerke zur direkten bzw. indirekten Ladungssicherung VDI 2700 ff Durch den geänderten 22 StVO gilt ab Januar 2006 der Stand der Technik Sehr schwieriges Regelwerk Papierrollen Getränketransport Wichtig für LKWs bis 7,5 t (Sprinterklasse / KEP- Fahrzeuge/ Koffer der Vermietungsklasse) 4

5 Übersicht der Regelwerke zur direkten bzw. indirekten Ladungssicherung DIN - EN Angabe der Spanngurt-Zurrkräfte: rechte Seite + linke Seite K = 1,5 Vorgängernorm = DIN Teil 1 Sehr wichtiges Regelwerk! Gültige Ausgabe Jan Durch den geänderten 22 StVO gilt ab Januar 2006 der Stand der Technik 5

6 Daimler Chrysler Richtlinie 9.5 Die Erfüllung der Daimler Chrysler Richtlinie 9.5 ist für die Ladungssicherung von schweren Stückgütern in der Regel nicht ausreichend (diese Richtlinie gilt nur für Gitterboxpaletten und Kleinladungsträgern) 6

7 Lastverteilung nicht vergessen! Schwere Lasten müssen als Einzelpakete ladungsgesichert werden. Zulässige Achslasten müssen auch bei Teil-Beund Entladungen eingehalten werden 7

8 Verantwortliche Personen für die Ladungssicherung 22 STVO Ladung sichern 23 STVO Verantwortung 30 STVZO Geeignetes Fahrzeug / Ausrüstung 31 STVZO Ausrüstung für den jeweiligen Transport 9 OWIG Leiter der Ladearbeiten Sonst Geschäftsführung 8

9 DIN EN : Regelwerke Code L und Code XL Aufbaufestigkeit DCE Richtlinie 9.5 ( Automobilindustrie ) Komponente Statische Prüfbedingungen Standardaufbau Verstärkter Aufbau DCE 9.5 Stirnwand Anforderung 0,5 p Code L Code XL 0,4 р 0,5 р und max. Limit ohne max. Limit z.b. p (Nutzlast) = 27000daN dan 5000 dan Limit dan Sattelanhänger Rückwand Anforderung 0,3 p 0,25 р 0,3 р z.b. Sattelanhänger und max. Limit ohne max. Limit p (Nutzlast) = 27000daN 8100 dan 3100 dan Limit 8100 dan Seitenwände Anforderung 0,3 p bis 0,3 р 0,4 р a) z.b. Sattelanhänger p (Nutzlast) = 27000daN 8100 dan 8100 dan dan a) Ausgenommen Doppelstockausführung 9

10 Aufbaubeanspruchungen nach: EN XL Aufbauten für: Getränke bzw. Stückgüter Beispiel: 40 To. Sattelauflieger Zug (Nutzlast 27 Tonnen) Boden Außenrahmen Zurrpunkte nach DIN-EN Stirnwand = 0,5 x Nutzlast = 0,5 x 27 = 13,5 Tonnen - Belastbarkeit Seitenwand = 0,4 x Nutzlast = 0,4 x 27 = 10,8 Tonnen - Belastbarkeit Rückwand = 0,3 x Nutzlast = 0,3 x 27 = 8,1 Tonnen - Belastbarkeit Getränkeaufbau: die Seiten - Festigkeit wird heute in der Regel über die Plane, die Rungen und die steife Dachscheibe erreicht! (ankippende Getränkekästen fallen nach der Querbeschleunigung wieder in ihre Ursprungslage zurück, die Seitenplane ist anschließend wieder entlastet). Aufbau für Stückgüter: die Seiten-Festigkeit muss von den Rungen, den Einstecklatten und der Dachsteife erbracht werden! Nach außen, durch die Querbeschleunigung drückende Paletten, müssen durch stabile Rungen und Seitenlatten auf ihrer Stellplatzposition gesichert bleiben. Die hohe Federkraft der Seitenlatte drückt gegebenenfalls die Ladung wieder in ihre Position zurück. 10

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13 SOMMER Alu-SALS-Außenrahmen mit Adapter Nr. 5 für das Niederzurren 13

14 SOMMER-Stirnwand verstärkt nach DIN EN Code XL Stirnwand belastbar mit 0,5g bei geschlossener Seitenplane. Dieses entspricht einem gleichmäßig verteilten Druck von 13,5t. Bei geöffneter Seitenplane 10t lineare Punktlast in 600mm Höhe über dem Ladeboden. 14

15 Dachbeanspruchung steife Dachscheibe erforderlich Die steife Dachscheibe wird bei Ladungssicherungen über den Curtainsider Aufbau (nach EN 12642) immer benötigt! Seitlicher Ladungsdruck: Beanspruchung der Aufbaukomponenten wie: Rungen Dachbaum Dachscheibe Stirnwand Rückwand - Seitenplane - Die Rungen und die Seitenplane stützen sich am Boden und am Dach ab Die Stirn- und Rückwände stützen wiederum die Dachscheibe ab! 15

16 Dachaussteifungen über Seil bzw. Gurtdiagonalen 16

17 SOMMER Dachaussteifungen 17

18 Unterschiedliche Seitenwandbeanspruchungen bei unterschiedlichen Ladungsarten 1.) Standsichere in sich starre Ladungen (= standardisierte Ladeeinheiten), wie z.b.: Gitterboxpaletten nicht gestapelt, standsichere Paletten mit Umreifungen 2.) Paletten mit Paketladungen ohne zusätzliche Sicherungen (keine Ladeeinheit), wie z.b.: Lebensmittel verpackte Haushaltsgeräte in Kartons etc. 3.) Einzelne Kartons bzw. Fässer lose auf die Ladefläche gestellt 4.) Kippgefährdeter gestapelter Ladungsturm, wie z.b.: mehrfach gestapelte Gitterboxpaletten, gestapelte Getränkekisten 5.) Kippgefährdete in sich starre Ladungen, wie z.b.: Schlanke hohe Gitterboxpaletten, schlanke hoch stehende Papierrollen 6.) Alle sonstigen Ladungen 18

19 Sicherung von Paletten mit aufstehender Ladung Formschluss Sicherung = ja (Stirnwand seil. Einstecklatten Rungen -- Schubnocken mit Sperrbalken in Bodenhöhe Sperrbalken im oberen Bereich ) Kraftschluss Sicherung = oft nicht möglich (z. B. Niederzurren = nicht möglich bei druckempfindlichen Ladegütern) Verwendung von RHM = unter dem Palettenfuß möglich, jedoch zwischen der Palette und der Ladung nicht üblich, so dass dann wieder eine Formschluss Sicherung erforderlich ist. Wichtig ist die Bildung von standardisierten Ladeeinheit entsprechend VDI 3968! Die Sicherung kann erfolgen durch: Umreifen Schrumpfen Stretchen und sonstige Verfahren 19

20 Der seitliche Ladungsdruck von Getränkekästen bei einer Querbeschleunigung 1. Das Kippen der Kästen erfolgt in ganzen Türmen, weil die Kästen ineinander verhakt sind! F Ladungsdruck 2. Nur aus diesem Grund kommt der Getränkesattelanhänger bei z.b. 5 Paar Seitenrungen ohne Einstecklatten aus. 3. Die Kästen fallen gegen die verstärkte Seitenplane und kippen nach der Kurvenfahrt wieder in ihre alte Stanposition zurück. 4. Eine seitliche Boden-Schubkante bzw. ein Sommer 1 g Brett ist jedoch erforderlich! 20

21 Die Aufbaufestigkeit wird erreicht durch: Rungen, Latten, Sperrbalken, Dach und Stirnwand sowie Rückwand Reaktionskraft Druckkraft / Knickkraft durch z. B. Sperrbalken Ladungsdruck 21

22 SOMMER-Seitenrunge Die Seitenrungen haben über ihre Stabilität einen hohen Anteil an der Aufbaufestigkeit. 22

23 Standsichere Ladung (starre Körper) hier optimale Ladungssicherung mit dem Sommer 1g-Brett Standsichere Ladungen unter querbeschleunigungs- Einfluss: 1. Sicherungskraft (Fs) am Boden (Reibbeiwert hier 0,3) und einer Querbeschleunigung von: 0,5 g + 0,1 g = 0,6 g (0,1 g für 6 Grad max. Ladebodenneigung) Fs = 1000 x (0,6 0,3) = 300 da N diese Querkraft muss im unteren Boden-Seitenwandbereich bei formschlüssiger Ladungssicherung vom Aufbau übernommen werden! (z.b. durch eine Anschlagkante oder ein 1g-Brett) 2. Standsicherheitsnachweis bei 0,6 g Querbeschleunigung: (bei 0,5 g Querkraft + 0,1 g für die Wagenbodenneigung) : Gleichgewichtsbedingung: Fliehkraft x (1/2 Ladeguthöhe) = Eigengewicht x (1/2 Ladegutbreite) (0,6g x!000 kg) x (0,5 x 2m) = 1000 kg x (0,5 x 1,2) 600 = 600 In diesem Fall ist eine Standsicherheit gewährleistet wenn die Kippkante absolut starr ist! Kippkante bei einer Papierrolle 23 Kippkante bei starrem Körper

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26 1g-Einsteckbrett - das Herzstück der Sommer-Ladungssicherung 1. Durchgehende Arretierung 2. Nutzbare Ladungssicherungshöhe von mm 3. Griffkante = gutes Handling 4. Gabelstaplerschutz für Rungen und Plane 5. Obere Anschlagkante für weitere Aufsteckbretter 6. Sehr hohe Stabilität bei 35 mm Brettdicke 26

27 1g-Brett = Steckbordwand 27

28 Belastbarkeit von seitlichen Einstecklatten Stützweite: a)=3100 mm (3 Paar Rungen) - b)=2460 mm (4 Paar Rungen) Belastungsart = Streckenlast (Werte bei 100 % Rp 0,2) Bei Punktlast nur noch 50 % Belastbarkeit zulässig // Knickkraft F zulässig bei S = 2 Fach. 1. Alu-Einstbrett Stand. 150 x 25 mm - 1,81 kg/m F 22 Belastung: a)=257dan // b)=324 dan (Iy=7,76cm4) Durchbieg./Streckenlast: a)= 20,25 cm // b)= 12,76 cm Knickkraft : a)= 279 dan // b)= 443 dan 2. Alu-Einstbrett Stand. 200 x 25 mm - 2,26 kg/m - F 22 - Belastung: a)= 270 dan // b)= 340 dan (Iy=8,16cm4) Durchbieg./ Streckenlast: a)= 20,22 cm // b)= 12,75 cm Knickkraft: a)= 293 dan // b)= 465 dan 3. Alu-Einstbrett Stand. 100 x 25 mm -1,31 kg/m -F 22- Belastung: a)= 186 dan // b)= 242 dan (Iy= 4,49 cm4) Durchbieg. / Streckenlast: a)= 25,3 cm // b)= 16,49 cm Knickkraft: a)= 161 dan // b)= 256 dan 28

29 Belastbarkeit von seitlichen Einstecklatten 4. So.-Verz.-Einstbrett 140 x 35 mm - 3,26 kg/m -F 27- Belastung: a)= 565 dan // b)= 733 dan (Iy=20,3mm4) Durchb./Streckenlast: a)= 17,00 cm // b)= 11,05 cm Knickkraft: a)= 729 dan // b)= 1158 dan F 31- Bel. a)= 653 dan // b)= 847 dan Durchb./ Streckenlast: a)= 19,65 cm // b)= 12,7 5. 1g Brett 260 x 35 mm - 4,30 kg/m - F 27 Belastung: a)= 925 dan // b)= 1202 dan (Iy=28,2mm4) Durchbieg./ Streckenlast: a)=20,04 cm // b)= 13,04 cm Knickkraft: a)= 1013 dan // b)= 1608 dan 6. Holzbrett 130 x 25 mm - 1,95 kg/m (Spann.= 20 N/mm2) Belastung: a)= 70 dan // b)= 88 dan Durchbieg./ Streckenlast: a)= 32,1 cm // b)= 20,2 cm Knickkraft: (zu gering) 29

30 SOMMER Jumbo- Pritschenaufbau in TIR Ausführung: Mit verstärkten Rungen (2500 da N Streckenlast) und 1g-Brett Unter anderem auch geeignet für den Hygiene- Papiertransport. Dieser Aufbau erfüllt die Anforderungen der EN XL ohne einer Zuhilfenahme der Plane! Die Kastenrungen können auf Grund ihrer Verdreh - Steifigkeit auch unter = schiedliche Feldbelastungen aufnehmen! 30

31 DIN EN Code L Anordnung der Prüfkraft auf der Seitenwand Die EN wurde von der EN 283 (Prüfanforderungen für Wechselbehälter) fast eins zu eins übernommen! 31

32 Luftbalgtest mit 5mm Sperrholz - hier trägt nur das Lattengerüst Der Druck des Luftbalges entspricht bei diesem Test 0,55 x Nutzlast nach EN XL (Entwurf) 0,55 x Nutzlast (erforderlich bei zweifach gestapelten Paletten) 32

33 Dynamischer Seitenwand Test (nach EN Code XL Anhang B) an einem Getränke Sattelanhänger Die Aufbaufestigkeit soll durch die Rungen und die Seitenplane sichergestellt werden. Quelle: Vorführung bei der DEKRA am

34 Getränketransport mit dem CargoLight Die Getränkekästen kippen gegen die Seitenplane und kippen nach der Querbeschleunigung wieder in ihre ursprüngliche Standlage zurück 34 hier: ca. 0,55g Querbeschleunigung Die Aufbaufestigkeit wird in diesem Fall durch die untere Anschlagkante, die Rungen, die Seitenplane, das Dach, sowie die Stirn und Rückwand sichergestellt.

35 Hier haben sich die Getränkepaletten zu weit nach außen verschoben (die Kästen fallen beim Öffnen der Seitenplane herunter). Bei der Verwendung eines SOMMER- 1g-Brettes wäre das nicht passiert! 35

36 Teilladungen: Ladungssicherung nach hinten und evtl. nach vorn Sperrbalken 36

37 Verzurrungslatten und Sperrbalken (hier rückwärtige Absicherung von Gitterboxpaletten) 37

38 Stückgut - rückwärtige Absicherung mit Sperrbalken 38

39 Unterschiedliche SOMMER-Sperrbalken mit Verzurrungseinstecklatten 39

40 1g-Brett mit Verzurrungseinstecklatte 40

41 1g-Brett kombiniert mit Verzurrungseinstecklatte und Sperrbalken 41

42 Demo mit ungesicherten Getränkekästen (DEKRA Tagung 2004/Demo 1) Dynamisches Verhalten von ungesicherter Ladung auf einem CargoLight 42

43 Demo mit ungesicherten Getränkekästen (DEKRA Tagung 2004/Demo 1) Die Ladung möchte bei der Kurvenfahrt ihren ursprünglichen Beharrungszustand beibehalten, so dass das nach rechts wegdrehende Fahrzeug die Ladung nach links rauswandern lässt! 43

44 Demo mit ungesicherten Getränkekästen (DEKRA Tagung 2004/Demo 1) 44

45 Fahrzeugboden mit unterschiedlichen Lochbildern, Keilen und Schubnocken 45

46 Lochraster im Fahrzeugboden Ein Lochraster im Boden gehört zu den wesentlichen Bestandteilen einer guten, effektiven Ladungssicherung Lochraster für: Schubnocken Vertikale Sperrbalken 46

47 Starrer Schubnocken mit Sperrbalken (Schubnocken gegen das Herausspringen mit einem Spanngurt gesichert) 47

48 Aluminium Blechpakete gesichert über den SOMMER SALS-Außenrahmen 48

49 Zwischentrennwand für 15t Schubkraft (entspricht 25t Nutzlast bei µ=0,2 Reibung und 0,8g Bremskraft) Niederzurren der Trennwand 49

50 Langer starrer Schubklotz mit Gurtsicherung gegen das Herausspringen 50

51 Trennwand mit Sperrbalken Ladungssicherung für stabförmige Güter Trennwand Sperrbalken Spannklotz mit 4kt. Holz 51

52 Modulares Trennwandsystem mit Sperrbalken Ladungssicherung für stabförmige Güter wenn erforderlich Diagonalabspannung Trennwand ca mm hoch Gurtdiagonalen zur Dachaussteifung (nur erforderlich bei weicher Dachscheibe) 3 Sperrbalken einstellbare Schubklötze mit 4kt. Holz 52

53 Papierrollen stehend 53

54 Unterschiedliche Ladungssicherungen von Hart-Papierrollen

55 Papier-Transporte (Gerader Keil) 55

56 Alu-Sicherungskeile: Für die Rollensicherung und als Schubbalken-Sicherung 56

57 Schubnocken lang ( mm verstellbar) 57

58 Kabelspulen ca mm Ø, Gewicht: bis 7,5 to je Spule 58

59 Kabelspule auf 4 Langkeilen bis 15 to Eigengewicht, stehend zwischen 2 Paar starren Langkeilen 59

60 Alucoil auf Langkeilen quer zur Fahrzeuglängsrichtung stehend Zwei starre Langkeile mit Alucoil ohne Bodenberührung 60

61 Aufgelegte Coilwanne für max. 25 to Stahlcoilgewicht Coil mittels Zubehör auf der glatten durchgehenden Ladefläche gesichert 61

62 LKW-Jumbo-Pritschenaufbau mit 2 Reihen Lochschienen im Boden und 2 Schubklötzen von je 7,5 t Schubsicherung 62

63 Verleihung des Gefahrgut-Innovationspreises, München 2005 FA. Sommer erhielt 2005 für das Aufbausystem CargoLight den 1. Gefahrgut- Innovationspreis vom VOGEL Verlag - Zeitschrift Gefahr/gut 63

64 Das Ziel eines jeden SOMMER-Fahrzeuges: Die eierlegende Wollmilchsau! 64