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Beispiele aus Forschungsarbeiten und Veröffentlichungen.

Wichtige Impulse aus der Ladungsicherung

Die TU Darmstadt und das Unternehmen Eurosafe führten Anfang des Jahres Versuche über vertikale Beschleunigungen bei der horizontalen Ladungssicherungsprüfung durch.

Die beiden Regelwerke DIN EN 12195-1 und VDI 2700 entsprechen den in §22 StVO genannten „Regeln der Technik“ in Deutschland. Die DIN EN 12195-1 befasst sich im Wesentlichen mit Berechnungsverfahren und der experimentellen Prüfung von Ladungssicherungen. Die VDI-Reihe 2700 befasst sich ebenfalls mit der Berechnung von Sicherungskräften und enthält darüber hinaus Richtlinien für spezielle Ladeeinheiten.

Bei den Berechnungsverfahren zur Ladungssicherung in den genannten Normen bzw. Richtlinien werden vertikale Beschleunigungen nur bedingt berücksichtigt. Untersuchungen haben jedoch bereits gezeigt, dass vertikale Anregungen einen signifikanten Einfluss auf das Verhalten von Ladeeinheiten bei der Ladungssicherungsprüfung haben. In Ländern wie Australien und Kanada werden diese vertikalen Kraftschwankungen durch eine Verringerung des 0,2-Fachen der Erdbeschleunigung berücksichtigt. Um ein tieferes Verständnis für die Auswirkungen von vertikalen Anregungen bei der horizontalen Ladungssicherungsprüfung zu erhalten, wurden im Rahmen einer Versuchsreihe mögliche Einflüsse untersucht und diskutiert. Für die experimentelle Untersuchung stand dem Fachgebiet Fahrzeugtechnik der Technischen Universität Darmstadt der selbst entwickelte, dynamische Schlittenprüfstand HULK zu Verfügung. Der LasiPrüfstand besitzt im Gegensatz zu herkömmlichen Beschleunigungsschlittenprüfständen die Besonderheit, dass neben der horizontalen Verzögerung auch die Möglichkeit einer simultanen vertikalen Anregung des Prüftisches besteht.

Methodik der Untersuchung

In der Grafik sind die einzelnen Schritte der Methodik der Untersuchung visualisiert. Durch Fahrversuche wurden zunächst Messdaten von vertikalen Beschleunigungen gesammelt. Diese Messdaten bildeten die Anregungsamplituden für die späteren Versuche auf dem dynamischen Schlittenprüfstand HULK. Ziel war es, für die mechanische Anregung des Prüftisches Anregungsprofile zu entwickeln, um die gemessenen vertikalen Beschleunigungswerte am Prüfstand umzusetzen. Das Übertragungsverhalten wurde dabei experimentell bestimmt. Basierend auf Fachliteratur wurde eine Klassifizierung von Ladeeinheiten vorgenommen. Durch diese Klassifizierung bestand die Möglichkeit, den benötigten Prüfaufwand zu reduzieren. Detaillierte Untersuchungen an ausgewählten „Stellvertretern“ ermöglichten anschließend weitere Erkenntnisse über die Auswirkungen der vertikalen Anregungen. Im nächsten Schritt erfolgte eine ausführliche Versuchsplanung unter Berücksichtigung der abgeleiteten Stellvertreter der Ladeeinheiten und der Anregungsprofile sowie die Festlegung der notwendigen Messtechnik. Zusätzlich wurden die Versuche chronologisch so angeordnet, dass die Erkenntnisse aus Vorversuchen bereits Optimierungen der detaillierten Versuchspläne ermöglichten. Nach erfolgter Versuchsdurchführung wurden die Ergebnisse ausgewertet und analysiert.

Fahrversuche für reale Werte

Zur Identifizierung vertikaler Anregungen wurden Fahrversuche mit einem TU Darmstadt-eigenen Lkw mit einer Gesamtmasse von 12 t durchgeführt. Hierbei wurden u.a. die Beschleunigungen sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung sowie die Fahrzeuggeschwindigkeit aufgezeichnet. Der Beschleunigungssensor war hierbei direkt an der Stirnwand der Ladefläche montiert, wodurch die Beschleunigungen direkt dort gemessen werden konnten.

Bei den Messfahrten wurden eine Stadtfahrt, eine Autobahnfahrt, mehrere Vollbremsfahrmanöver sowie weitere Fahrmanöver auf dem TU Darmstadt-eigenen Flugplatz durchgeführt und ausgewertet. Die Messfahrten durch die Stadt wiesen positive vertikale Beschleunigungsspitzen bis 8 m/s² sowie negative Beschleunigungsspitzen bis -7 m/s² auf. Dabei waren Einzelereignisse wie Störungen durch den Zustand der Straße nicht auszuschließen. Die bei der Autobahnfahrt aufgezeichneten Beschleunigungsverläufe zeigten geringere vertikale Beschleunigungsspitzen im Vergleich zur Stadtfahrt auf. Hier wurden Werte von maximal 4 m/s² und minimal -3 m/s² erreicht. Unter Vernachlässigung der Beschleunigungsspitzen durch Einzelereignisse schwanken die gemessenen vertikalen Beschleunigungen mit Amplituden von ungefähr 1,5 m/s² um den Nullpunkt. Aus Sicht der Autoren der TU Darmstadt sind diese Einzelereignisse jedoch nicht einfach zu vernachlässigen, da sie in der Realität auftreten und so auch auf die Ladungssicherung einwirken können. Bei den Fahrversuchen erfolgte mit den Ausgangsgeschwindigkeiten 40 km/h, 60 km/h und 80 km/h eine Vollbremsung des Lkw bis zum Stillstand. Bei der Vollbremsung aus 80 km/h kam es zum geringsten Wert der negativen Beschleunigungsamplitude von weniger als -5,5 m/s² und einer maximalen positiven Beschleunigungsamplitude von über 10 m/s². Unabhängig von der Ausgangsgeschwindigkeit wurde stets ein abklingendes Schwingungsverhalten der vertikalen Beschleunigung mit einer Frequenz von im Mittel 1,9 Hz beobachtet. Schwingungen im Frequenzbereich zwischen 1 und 2 Hz sind so genannte Aufbauschwingungen, die durch Fahrbahnunebenheiten bzw. bei einer Vollbremsung durch das „Nicken“ des Fahrzeugaufbaus angeregt werden. Aus den Fahrversuchen folgt, dass negative vertikale Beschleunigungen mit Amplituden von weniger als -5 m/s² auftreten können. Bei den Vollbremsmanövern wurde eine abklingende Beschleunigungsschwingung mit der Frequenz der Aufbauschwingung gemessen. Das arithmetische Mittel der negativen Beschleunigungsamplituden von -3,35 m/s² entspricht einer Reduktion der wirkenden Erdbeschleunigung um mehr als 0,34 g, was also einer prozentualen Verminderung um 34 Prozent der Erdbeschleunigung g entspricht. Die beobachteten vertikalen Beschleunigungsschwingungen beim Fahrmanöver Vollbremsung sind künftig hinsichtlich des Fahrzeugtyps, der Fahrbahnunebenheiten, der Ausgangsgeschwindigkeit, der Beladung und weiteren Faktoren zu untersuchen. Dadurch besteht die Möglichkeit, die festgestellten Variationen in den Beschleunigungsamplituden gemäß der Ursache zuzuordnen. Da es sich bei den Fahrmanövern um WorstCaseSzenarien in Gefahrensituationen handelt, wurde für die Erstellung der Anregungsprofile des HULK eine negative Beschleunigungsamplitude von -4 m/s2 angestrebt. Außerdem war auch das beobachtete abklingende Schwingungsverhalten durch den Prüfstand abzubilden.

Anregungen am Prüfstand

Im Folgenden wird der vertikale und horizontale Beschleunigungsverlauf am Prüfstand betrachtet. Hierbei wird auch ein Vergleich zwischen den am Prüfstand darstellbaren Beschleunigungen und der beim Fahrmanöver Vollbremsung gemessenen Beschleunigungen durchgeführt. Grundlagen + Forschung Der neuartige Prüfstand wurde am Fachgebiet Fahrzeugtechnik der Technischen Universität Darmstadt entwickelt und aufgebaut, um zum einen die relevanten Transportbelastungen (horizontal und vertikal) simultan und in ausreichender Länge abzubilden und zum anderen die wesentlichen Messgrößen (Rückhaltekräfte, Ladungsbewegung, -verformung usw.) aufnehmen zu können. Hiermit wurde die Grundlage geschaffen, um künftig Ladungssicherungssysteme systematisch zu optimieren und die stark vereinfachten Annahmen der gültigen Vorschriften aus dem Bereich Ladungssicherung vollständig und reproduzierbar hinsichtlich ihrer Gültigkeit zu untersuchen. Mit HULK lassen sich zusätzlich Ladungssicherungsprüfungen nach EUMOS-Richtlinie 40509 durchführen. Der Prüfstand und das Prüfverfahren mit simultaner horizontaler und vertikaler Anregung sind patentiert (EP2993457B1). Leistungsdaten: u Horizontale und vertikale Beschleunigung jeweils bis zu ± 10 m/s², u Beschleunigungsdauer: bis zu 0,4 s (bei maximaler Beschleunigung), u Ladefläche mit den Maßen 2,40 x 2,50 Meter, u Nutzlast bis zu 3.000 kg. Messdaten: –horizontale und vertikale Beschleunigungen, –Rückhaltekräfte per Dehnmessstreifen, Kraftsensoren, –Ladungsbewegung und -verformung per kamerabasiertem optischem Messsystem (2D/3D). Hydraulisches Untersuchungswerkzeug für Ladungssicherungs-Konzepte (HULK) Von A nach B mit ! Heben und Transportieren – seit über 85 Jahren wird‘s sicher mit wie Dolezych. www.donova.info Mit der textilen Zurrkette ist das Sichern schwerer Lasten das reinste Vergnügen! 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Nach der Beschleunigungsphase erfolgt der Aufbau der Prüfbeschleunigung (II), diese Phase wird auch als Beschleunigungsgradient oder „Ruck“ bezeichnet. Der Beschleunigungsgradient gibt dabei die Änderung der Beschleunigung pro Zeiteinheit an. Frühere Fahrversuche und Simulationen haben gezeigt, dass der über die Zeit gemittelte Gradient der Beschleunigung bei dem Fahrmanöver Vollbremsung bei zirka 30 m/s³ lag. Auch eine Auswertung des Fahrmanövers Vollbremsung bestätigte dieses Ergebnis. Die dabei festgestellten Gradienten der Beschleunigung lagen zwischen 25 m/s³ und 35 m/s³. Dagegen wird in der Richtlinie EUMOS 40509 ein Erreichen der Prüfbeschleunigung in 50 ms gefordert, was einem Beschleunigungsgradienten von 157 m/s³ bei einer Prüfverzögerung von 7,85 m/s² entspricht. Da zu den Einflüssen des Beschleunigungsgradienten keine empirischen Studien vorlagen und der Wert aus der EUMOS-Richtlinie unbegründet bleibt, wurde im Rahmen dieser Arbeit angestrebt, einen Beschleunigungsgradienten von 30 m/s³ beim Erreichen der Prüfbeschleunigung zu erzielen. Markierung III (siehe Grafik) zeigt die Verzögerungsphase des Prüfschlittens mit der Prüfbeschleunigung. Als Folge des festgestellten Schwingungsverhaltens bei dem Fahrmanöver Vollbremsung besteht die Forderung, die Untersuchungen der Auswirkung von vertikalen Anregungen am Prüfstand ebenfalls mit der in DIN 12195- 1 geforderten Prüfverzögerung des Fahrmanövers von 7,85 m/s² durchzuführen. Außerdem wird gemäß EUMOS 40509 eine Einwirkzeit von mindestens 300 ms für die zu prüfende Beschleunigung vorausgesetzt. Neben der horizontalen Beschleunigung ist in der Grafik auch der vertikale Beschleunigungsverlauf dargestellt. Markierung 1 stellt dabei die vertikale Anregung durch das Überfahren des Anregungsprofils dar. Nach der Anregung erreicht die vertikale Beschleunigung eine negative Amplitude (Markierung 2), was einer Verminderung der wirkenden Erdbeschleunigung g entspricht. Markierung 3 zeigt analog zu Markierung 1 eine Erhöhung der Erdbeschleunigung g durch die positive Amplitude in der vertikalen Beschleunigung. Außerdem ist zu erkennen, dass sowohl die erhöhte als auch die verminderte Erdbeschleunigung in der Phase der maximalen Verzögerung liegen. Der Prüfstand schwingt in vertikaler Richtung mit abklingender Amplitude. Dieses Verhalten ist ähnlich dem der vertikalen Beschleunigungsverläufe der Vollbremsmanöver. Unterschiede herrschen in den gemessenen Frequenzen der Schwingungen. Im Fahrversuch liegen diese bei 1,9 Hz, wohingegen die des Prüfstands zirka 3,5 Hz betragen. Durch die höhere Schwingungsfrequenz des Prüftisches waren die Phasen einer erhöht bzw. vermindert wirkenden Erdbeschleunigung kürzer im Vergleich zu den Fahrversuchen, wodurch die Phasen einer verminderten Reibkraft ebenfalls kürzer ausfielen. Dennoch stellt der vertikale Beschleunigungsverlauf eine gute Näherung an die bei den Fahrversuchen festgestellten maximalen positiven Amplituden dar. Die Verzögerungsphase des Prüfstandes ist aufgrund seiner begrenzten Baugröße mit etwa 300  ms kürzer als die gemessene Verzögerungsphase bei den Fahrversuchen. Dennoch wird in der Phase der maximalen Verzögerung eine vollständige vertikale Schwingungsperiode durchlaufen.

Klassifizierung von Ladeeinheiten

Ziel der Klassifizierung von Ladeeinheiten war es, die Anzahl der zu untersuchenden Ladeeinheiten zu reduzieren, jedoch gleichzeitig möglichst viele Rückschlüsse auf andere Ladeeinheiten mit ähnlichen Eigenschaften ziehen zu können. Dazu wurde zunächst der Aufbau einer Ladeeinheit mit den einzelnen Komponenten betrachtet. Eine Ladeeinheit besteht in der Regel aus einem oder mehreren Packgütern (Stückgut, Schüttgut, Flüssigkeit oder Gas). Die Packgüter sind durch eine geeignete Wahl von weiteren Komponenten so zu einer Ladeeinheit zusammenzufassen, dass die Handhabungsvorgänge bei Transport und Lagerung gewährleistet sind. Außerdem besteht die Möglichkeit, die Packgüter unter der Verwendung von Packmitteln wie Kartonagen zu verpacken oder zu umhüllen. Weiterer Bestandteil der Ladeeinheit sind die Ladehilfsmittel (LHM). Diese lassen sich unterteilen in: Grundlagen + Forschung Beschleunigungsverlauf des HULK-Prüftisches mit relevanten Kenngrößen sichere ladung 2019 9 u tragende LHM (Einweg- oder Mehrwegpaletten) u umschließende LHM (Behälter, Holzaufsetzrahmen Gitter-, Cargo- und Palettenboxen) und u abschließende LHM (Intermediate Bulk Container, Fässer, Kanister oder Bigbags). Um die Packgüter auf den Ladehilfsmitteln zu sichern, besteht die Möglichkeit unterschiedliche Ladeeinheitensicherungen wie Stretch- oder Schrumpffolien, Antirutschmatten oder -papiere und Kantenschutzwinkel zu verwenden. Diese sind nicht mit der Ladungssicherung auf der Ladefläche zu verwechseln, sondern dienen vielmehr dazu, die Packgüter auf den Ladehilfsmitteln zu sichern.

Aus der großen Anzahl der Kombinationsmöglichkeiten von Ladegütern, Ladehilfs- und Sicherungsmitteln folgte, dass durch den zeitlich begrenzten Umfang der Untersuchung nur eine Überprüfung von ausgewählten Ladeeinheiten zur Identifizierung der Auswirkung von vertikalen Anregungen möglich war. Deshalb wurde eine Klassifizierung anhand der Verformbarkeit der Ladeeinheiten vorgenommen. Hierfür wurde in starre und flexible Ladeeinheiten unterschieden. Als starr werden diejenigen Ladeeinheiten bezeichnet, bei denen keine bzw. nur eine geringe äußere Verformung durch die Prüfbeschleunigung und damit verbundene Trägheitskräfte zu erwarten ist. Dazu gehören zum einen Packgüter in umschließenden Ladehilfsmitteln wie Gitter- oder Cargoboxen, zum anderen starre Packgüter, die auf tragenden Ladehilfsmitteln fixiert sind. Als flexibel werden Ladeeinheiten bezeichnet, bei denen aufgrund der Prüfbeschleunigung ein flexibles oder plastisches Verhalten zu erwarten ist. Dazu gehören beispielsweise Ladegüter, die durch Folien gesichert sind. Eine Zuordnung in eine der beiden Klassen ist oft nicht eindeutig möglich, dennoch bot diese Klassifizierung eine Grundlage für die Untersuchung der Auswirkungen von vertikalen Anregungen. Besonders die starren Ladeeinheiten boten dabei die Möglichkeit, grundlegende Untersuchungen durchzuführen, da der zusätzliche Freiheitsgrad der Verformung nicht auftritt. Unter der Annahme, dass die Verzögerungsprüfung zu keiner Veränderung der Form und Eigenschaften der Ladeeinheit führt, lassen sich Rückschlüsse auf die verwendete Sicherungstechnik ziehen. Eine Verzögerungsprüfung von flexiblen Ladeeinheiten dagegen gibt Rückschlüsse über die Ladeeinheit selbst bzw. deren Kombination mit der verwendeten Ladungssicherungstechnik. Diese Versuche eigneten sich hier nicht, da durch die unterschiedlich auftretenden Verformungen keine ausreichende Reproduzierbarkeit gegeben ist. Für die Untersuchung der Auswirkungen von vertikalen Anregungen auf die unterschiedlichen Sicherungstechniken wurde deshalb eine starre Forschungsladeeinheit verwendet, die am Fachgebiet Fahrzeugtechnik an der TU Darmstadt speziell für die Versuchsreihe entwickelt wurde. Die Research Cargo Unit (RCU) ließ sich mit allen gängigen Sicherungsmethoden auf dem HULK sichern, Masse und Schwerpunkthöhe waren veränderbar.

Versuche im HULK

Im Folgenden werden die Planung und die Durchführung der Versuche mit der Research Cargo Unit im dynamischen Schlittenprüfstand HULK erläutert. Um grundlegende Einflüsse durch die vertikalen Anregungen bei der horizontalen Ladungssicherungsprüfung zu ermitteln, wurden zunächst Versuche mit drei unterschiedlichen Sicherungsarten durchgeführt. Hierbei wurden jeweils verschiedene Parameter variiert, um deren Einflüsse zu ermitteln. Mit Hilfe der gewonnenen Erkenntnisse wurden im Anschluss Versuche mit weit verbreiteten Standard Ladeeinheiten durchgeführt. Die variierten Parameter der Versuche mit der Forschungsladeeinheit sind im Folgenden aufgelistet: u mit Sperrbalken blockierte RCU: Vertikale Anregung (ohne/ mit), Reibwert (0,3/0,5) Ladelücke (0  mm/20  mm), Masse der RCU (398 kg/595 kg) u Niederzurren der RCU: Vertikale Anregung (ohne/mit), Reibwert (0,3/0,5), Zurrhöhe (772  mm/1.400  mm), Änderung der Zurrwinkel u RCU ohne Sicherung: Vertikale Anregung (ohne/mit)

Mit Sperrbalken blockierte RCU In dieser Versuchsreihe wurden die Auswirkungen der vertikalen Anregung bei der Sicherungstechnik Blockieren untersucht, bei der die Ladung durch eine formschlüssige Sicherung an ihrer Bewegung gehindert wird. Durch die vertikale Anregung war eine verminderte Reibkraft zu erwarten. Da die Sicherungswirkung der Reibkraft beim Blockieren berücksichtigt wurde, bestand die Möglichkeit, dass durch die vertikale Anregung eine größere Blockierkraft durch die Blockiervorrichtung aufzubringen war. Um dies zu überprüfen wurde die Research Cargo Unit mit dem DMS-Sperrbalken gegen Verrutschen gesichert, was die Möglichkeit bot, die Blockierkraft zu messen und dadurch Erkenntnisse auf einen möglichen Einfluss von vertikalen Anregungen zu erhalten. In den Grafiken oben ist der Versuchsaufbau „Blockieren mit Sperrbalken“ dargestellt. Dabei wurde die Bewegung der RCU (1) mit dem DMS-Sperrbalken (2) in x-Richtung blockiert. Der Sperrbalken wurde auf einer Höhe von zirka 1,0 Metern angebracht. Rückseitig wurde die RCU (1) mit einem weiteren Sperrbalken (3), der auf der Höhe der Palette der RCU angebracht ist, gegen ein Verrutschen während des Beschleunigungsvorgangs gesichert. Durch die rückseitige Sicherung wurde das Entstehen von Ladelücken verhindert, die zu einem undefinierten Abstand zwischen der RCU und dem DMS-Sperrbalken führen. Ladelücken führen zu einer verringerten Beanspruchbarkeit von Sicherungsmitteln. Die Ladelücke (4) wurde mit 0  mm bzw. 20  mm eingestellt. Der Reibwert zwischen Ladefläche des Prüftisches und der RCU ließ sich durch die Verwendung von Antirutschmatten variieren. Niederzurren der RCU In einer weiteren Versuchsreihe wurde der Einfluss der vertikalen Anregung bei der Sicherungstechnik des Niederzurrens untersucht. Anders als beim Blockieren ist die Sicherungswirkung beim Niederzurren von der eingestellten Vorspannkraft der Zurrmittel abhängig. Diese wurde für die Versuche anhand der in DIN EN 12195-1:2010 beschriebenen Berechnungsvorschrift berechnet. Die benötigte Sicherungswirkung ist dabei maßgeblich von dem für die Berechnung verwendeten Reibwert abhängig. In den Grafiken unten links ist der Versuchsaufbau dargestellt. Die RCU (1) wurde in Prüfrichtung (x-Richtung) längs ausgerichtet auf der Ladefläche des Prüftisches platziert. Zur Sicherung wurde die RCU mit zwei Zurrgurten (2) mit einer Breite von 50 mm sowie je einer Zugratsche (3) auf der Ladefläche des Prüftisches niedergezurrt. Um die Vorspannkraft der Zurrgurte einzustellen, wurden vier Kraftmessdosen (4) verwendet, die zwischen den Anschlagpunkten am Prüftisch und den freien Enden der Zurrgurte angebracht wurden. Um die RCU rückseitig gegen eine Verschiebung während der Beschleunigungsphase zu sichern, wurde ein Sperrbalken (5) auf der Höhe der Palette der RCU angebracht. Zusätzlich wurde eine zweite niedrigere Höhe für die Überspannung der Zurrmittel eingestellt. RCU ohne Sicherung Im letzten Versuch mit der RCU wurde diese ohne zusätzliche Sicherung auf der Ladefläche des HULK platziert. Anschließend wurde sie mit und ohne vertikale Anregung verzögert und die Verschiebung der RCU gemessen, die hier das Qualitätsmerkmal darstellt. Der Versuchsaufbau mit der RCU (1) ist in der Grafik unten rechts dargestellt. Zur rückwärtigen Sicherung der RCU während der Beschleunigungsphase wurde wieder ein Sperrbalken (2) verwendet. Dieser wurde so angebracht, dass die RCU mittig auf der Ladefläche des Prüftisches steht. Zwischen jedem Versuch wurde die Differenz zwischen der Anfangsund Endposition (∆wx) der RCU betrachtet. Hierzu wurde die RCU nach jedem Versuch wieder auf ihrer Ausgangslage positioniert. Zwischen der an der RCU befestigten Europalette und der Ladefläche waren drei Antirutschmatten unter jedem Fuß der Europalette untergelegt.

Ergebnisse

Die Versuchsergebnisse der Versuchsreihen mit der RCU zeigen, dass die vertikale Anregung Auswirkungen bei der horizontalen Ladungssicherungsprüfung hat. In der Tabelle unten ist eine Übersicht der Ergebnisse der drei Versuchsreihen mit der RCU dargestellt. Bei der Versuchsreihe mit der Sicherungstechnik Blockieren wurde ein hoch signifikanter Effekt der vertikalen Anregung festgestellt, der im Mittel zu einer Steigerung der Blockierkraft um bis zu 18 Prozent führte. Außerdem wurden ebenfalls hoch signifikante Wechselwirkungen des Reibwerts bzw. der Ladelücke mit der vertikalen Anregung festgestellt. Der größte Effekt der vertikalen Anregung wurde bei der Verwendung von Antirutschmatten zwischen der RCU und dem Prüftisch sowie der Faktorstufeneinstellung „ohne Ladelücke“ gemessen. Unter dieser Einstellung wurde eine Zunahme der Blockierkraft von bis zu 44 Prozent beobachtet. Eine Wechselwirkung zwischen der Masse der RCU und der vertikalen Anregung wurde nicht festgestellt. Bei der Niederzurr-Versuchsreihe wurde in der direkten Platzierung der RCU auf der Ladefläche des Prüftisches, d.h. ohne die Verwendung von Antirutschmatten, keine Verschiebung beobachtet. Bei der Verwendung von Antirutschmatten in Kombination mit sich aus den Berechnungsvorschriften ergebenen geringeren Vorspannkräften wurde dagegen eine Zunahme der Verschiebung im Mittel um 11,7 mm durch die vertikale Anregung gemessen. Eine Wechselwirkung der vertikalen Anregung mit der Zurrhöhe wurde nicht festgestellt. In einer letzten Versuchsreihe wurde die Verschiebung der RCU ohne Sicherung betrachtet. Hierbei wurde eine im Mittel um 7 Prozent zusätzliche Verschiebung der RCU durch die vertikale Anregung gemessen. Auch dieser Effekt war signifikant.

Fazit

Im Rahmen dieser Untersuchung wurden durch experimentelle Versuche die Auswirkungen von vertikalen Anregungen bei der horizontalen Ladungssicherungsprüfung untersucht. Hierzu wurde als Untersuchungswerkzeug der Beschleunigungsschlittenprüfstand HULK genutzt, der neben der horizontalen Verzögerung auch eine simultane vertikale Anregung zulässt. Für die Untersuchungen wurde die vertikale Anregung des Prüfstands an das beobachtete vertikale Schwingungsverhalten bei einer Lkw-Vollbremsung angepasst. Mit Hilfe der eigens entwickelten starren Forschungsladeeinheit wurden Versuche durchgeführt, um den grundlegenden Einfluss vertikaler Anregungen bei ausgewählten Sicherungstechniken zu untersuchen. Als Bewertungskriterien wurden die Rückhaltekräfte bzw. die Verschiebungen der Ladeeinheit gemessen. Dabei wurde sowohl beim formschlüssigen Sichern durch Blockieren als auch beim kraftschlüssigen Sichern durch Niederzurren signifikante Effekte durch die vertikale Anregung festgestellt. Diese Effekte waren besonders groß bei Verwendung von Antirutschmatten zur Erhöhung des Reibwertes zwischen Ladeboden und Palette der Ladeeinheit. Auch ohne Sicherungsmittel gab es eine deutliche Verschiebung der Ladeeinheit. Die Ergebnisse der Prüfstands-Untersuchungen haben gezeigt, dass die vertikale Anregung einen Einfluss insbesondere auf die Sicherungswirkung der in DIN 12195-1 verwendeten Sicherungstechniken hat. Aus diesem Grund ist aus Sicht der Autoren eine Beachtung der vertikalen Anregungen auch im Bereich des Straßentransports anzuraten. Dies wird in anderen Ländern bereits berücksichtigt, Deutschland beschränkt sich hier derzeit auf den Bahn- und Schiffsgütertransport. Im Rahmen von Ladungssicherungsprüfungen auf dynamischen Schlittenprüfständen ist nach Einschätzung der Autoren eine simultane vertikale Anregung notwendig, um eine realistischere Beanspruchung der Ladung zu erhalten. Alternativ ist bei einer Prüfung ohne vertikale Anregung eine Erhöhung der auf die Ladung wirkende Beschleunigung zur Generierung äquivalenter Belastungen denkbar. Hierzu sind in Zukunft jedoch noch weitere Untersuchungen nötig