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Der Lastverteilungsplan – ein wesentlicher Aspekt der Ladungssicherung

Unfälle verhüten
Der Lastverteilungsplan – ein wesentlicher Aspekt der Ladungssicherung

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Wenn sie rutscht, ist es zu spät, dann hält sie nichts mehr. Daher ist die Ladungssicherung ein wichtiges The­ma, das frühzeit­ig beachtet wer­den muss. Doch nicht nur die Sicherung der Ladung, auch die Verteilung der Ladung auf Trans­port­flächen darf nicht willkür­lich erfol­gen, da son­st Unfälle dro­hen. Lastverteilungspläne helfen, die Ladungssicherung entsprechend den anerkan­nten Regeln und Vorschriften durchzuführen.

Autoren:
Karl-Heinz Jubt
Dr. Claus Back­haus
Beruf­sgenossen­schaft für Trans­port und Verkehr­swirtschaft, Ham­burg

Lastverteilungsplan = Ladungssicherung

Die Ladungssicherung ist ein viel disku­tiertes The­ma. In der Straßen­verkehrsor­d­nung [1] als maßge­bliche Rechtsvorschrift heißt es in § 22 (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 her­rollen, her­ab­fall­en oder ver­mei­d­baren Lärm erzeu­gen kön­nen. Dabei sind die anerkan­nten Regeln der Tech­nik zu beacht­en.“
Die Ladungssicherung wird in diesem Para­grafen direkt genan­nt, ein Lastverteilungs­plan (LVP) jedoch expres­sis ver­bis nicht erwäh­nt. Hier liegt möglicher­weise die Ursache dafür, dass dieses wichtige Instru­ment zur Ladungssicherung in der Fach­lit­er­atur oft nicht aus­re­ichend the­ma­tisiert wird.
Der Lastverteilungs­plan wird allerd­ings in den anerkan­nten Regeln der Tech­nik aufge­führt, die gemäß § 22 StVO zu beacht­en sind. Die VDI 2700 Blatt 4, Ladungssicherung auf Straßen­fahrzeu­gen – Lastverteilungs­plan [2], beschreibt den LVP und zeigt schrit­tweise die Daten­er­he­bung und alle Berech­nun­gen auf, die zur Erstel­lung des LVP erforder­lich sind.
Der Beitrag erläutert die Bedeu­tung des Lastverteilungs­plans für die Ladungssicherung und erk­lärt, wie man einen LVP erstellt.

Warum Lastverteilung?

Jedem Lkw-Fahrer ist klar, dass er sein Fahrzeug nicht über­laden darf, d.h. dass das Gesamt­gewicht des Fahrzeugs den vom Geset­zge­ber oder Fahrzeugher­steller bes­timmten Wert nicht über­schre­it­en darf. Doch die Ein­hal­tung des zuläs­si­gen Gesamt­gewichts ist nicht alles.
Zusät­zlich muss gewährleis­tet sein, dass einzelne Achslas­ten nicht über- oder unter­schrit­ten wer­den, denn die Fahrsta­bil­ität bzw. ‑sicher­heit des Nutz­fahrzeugs hängt neben Fahrzeugsta­bil­ität und ‑geome­trie in hohem Maße von ein­er gle­ich­mäßi­gen Beladung des Fahrzeugs ab.
Darüber hin­aus führt eine ungle­ich­mäßige Beladung zur über­mäßi­gen Beanspruchung einzel­ner Achsen und ist somit auch aus ökonomis­ch­er Sicht zu ver­mei­den [3].
Beim Berück­sichti­gen der Lastverteilung auf dem Fahrzeug stellt sich zunächst die Frage, welch­es Ladegut befördert wer­den soll. Han­delt es sich um eine homo­gene Ladung, d.h. es sind gle­ich schwere Ladung­steile über die gesamte Lade­fläche verteilt, oder es wer­den Schüttgüter wie z.B. Kies oder Sand trans­portiert, so muss man sich über die Lastverteilung keine Gedanken machen, solange die zuläs­sige Gesamt­masse des Fahrzeugs nicht über­schrit­ten wird. Doch sobald schwere Einzel­güter wie z. B. Maschi­nen­teile befördert wer­den, muss sich der Ver­ant­wortliche darüber im Klaren sein, wo auf der Lade­fläche diese Ladung zu platzieren ist. Eben­so ver­hält es sich bei Teil­be­ladun­gen aber auch bei Teilent­ladun­gen.
Aber auch fol­gende Fra­gen sind zu klären:
  • Dür­fen die Ladung­steile form­schlüs­sig zur Stirn­wand auf den vorderen Teil der Lade­fläche geladen wer­den bzw. kön­nen die verbliebe­nen an ihrem Platz ste­hen bleiben?
  • Ist in diesem Ladezu­s­tand evtl. die Vorder­achse über­laden oder ist die Sat­tel­last zu groß?
Merke: Auch bei Ein­hal­tung des zuläs­si­gen Gesamt­gewicht­es kön­nen Achslas­ten eines Fahrzeuges über- oder unter­schrit­ten sein!
Zur Beant­wor­tung dieser Fra­gen muss für möglichst viele Punk­te auf der Mit­tel­längsachse der Lade­fläche des Fahrzeugs die max­i­mal zuläs­sige Masse des Gesamt­ladungss­chw­er­punk­ts berech­net wer­den. Durch die Verbindung der berech­neten Punk­te ergibt sich eine Kurve. Diese Kurve ist der Lastverteilungs­plan (in Abb. 1 blau dargestellt).
Der Lastverteilungs­plan ist eine Kurve, aus der für jeden Punkt der Mit­tel­längsachse der Lade­fläche die max­i­male Zuladung (= Masse des Gesamt­ladungss­chw­er­punk­tes) ersichtlich ist.
Neben der Betra­ch­tung des Gren­z­falls „Ladungs­max­i­mum“ ist zu beacht­en, dass ein Fahrzeug aus­geglichen beladen ist, damit eine bessere Fahrsta­bil­ität bzw. ‑sicher­heit gegeben ist und durch die gle­ich­mäßigere Verteilung der Ladung eine unnötig hohe Beanspruchung einzel­ner Achsen ver­mieden wird [4]. Damit wird der Ver­schleiß von Berei­fung, Rad­lagern und Aggre­gat­en min­imiert.
Für die richtige Ladungssicherung ist der Lastverteilungs­plan also von hoher Bedeu­tung. Denn es gilt: Lastverteilung vor Ladungssicherung!
Dies gilt natür­lich für alle Fahrzeuge, also neben Lkw und Anhängern auch für Klein­last­trans­porter (KEP-Fahrzeuge) und für Pkw. Da die Fahrzeugher­steller, von weni­gen Aus­nah­men abge­se­hen, keinen Lastverteilungs­plan mitliefern, muss sich der für die Beladung des Fahrzeugs Ver­ant­wortliche selb­st um die Beschaf­fung bzw. Berech­nung des LVP bemühen.

Lastverteilungspläne erstellen

Die Berech­nung des Lastverteilungs­plans erfordert die fol­gen­den Schritte:
  1. Daten­er­he­bung für den entsprechen­den Fahrzeug­typ
  2. evtl. Berech­nung der tech­nis­chen Achse(n)
  3. Bes­tim­mung der Schw­er­punk­t­lage des unbe­lade­nen Fahrzeugs
  4. Berech­nung des Kur­ven­ver­laufs (Lastverteilungs­plan)
1. Daten­er­he­bung: Als Ein­gangs­größen für die Berech­nung des LVP wer­den die Fahrzeug­dat­en benötigt. Hierzu gehören Abstands­maße, Rad­stände, Achsleergewichte und zuläs­sige Gesamt­gewichte. Fol­gende Fahrzeug­typen kön­nen unter­schieden wer­den:
  • Lkw mit zwei oder mehr Achsen,
  • Gelenkde­ich­se­lan­hänger mit zwei oder mehr Achsen,
  • Star­rde­ich­se­lan­hänger mit ein­er oder mehr Achsen,
  • Sat­te­lan­hänger mit ein­er oder mehr Achsen.
Die Beschaf­fung dieser Dat­en ist in der Prax­is oft nicht leicht, da z. B. Achsleergewichte vom Fahrzeugher­steller häu­fig nicht angegeben sind. In diesem Fall müssen die Gewichte durch Wiegen ermit­telt wer­den. Achsab­stände kön­nen z. B. aus den Fahrzeug­pa­pieren ent­nom­men oder ein­fach gemessen wer­den. Die für die Berech­nung des LVP erforder­lichen Maße und Gewichte sind aus der nach­fol­gen­den Abbil­dung ersichtlich (s. Abb. 2).
2. Berech­nung der tech­nis­chen Achse(n)
Die Berech­nung des LVP erfol­gt stets an einem 2‑achsigen Fahrzeug, wobei z.B. bei einem Sat­te­lau­flieger die Vorder­achse durch den Sat­telzapfen „erset­zt“ wird. Bei Fahrzeu­gen mit mehr als zwei Achsen muss demzu­folge zunächst eine tech­nis­che Achse ermit­telt wer­den. Hat z.B. ein 3‑achsiger Lkw eine Dop­pel-Hin­ter­achse mit einem Achsab­stand von 1,31 m, mit einem Achsleergewicht von jew­eils 2,8 t pro Hin­ter­achse und einem Rad­stand (= Abstand Vorder­achse – 1. Hin­ter­achse) von 5,60 m, so entspricht dies ein­er tech­nis­chen Achse mit einem Leergewicht von 5,6 t und einem „tech­nis­chen Rad­stand“ von 6,255 m. Wenn die Leer­las­ten der Einzelach­sen z.B. durch unter­schiedliche Achs- bzw. Reifendrücke oder durch ein­fach­bereifte Vor- oder Nach­la­u­fach­sen voneinan­der abwe­ichen, ver­schiebt sich die tech­nis­che Achse in Rich­tung der höher belasteten Achse.
3. Bes­tim­mung der Schw­er­punk­t­lage des unbe­lade­nen Fahrzeugs
Nach­dem der Rad­stand bzw. der tech­nis­che Rad­stand ® ermit­telt wurde, muss die Schw­er­punk­t­lage des leeren Fahrzeugs berech­net wer­den. An dieser Stelle sei darauf hin gewiesen, dass alle Anbaut­en und Zusat­zlas­ten wie z.B. Ladekräne, Lade­bor­d­wände, Mit­nahmesta­pler, Zusatz­tanks usw. die Schw­er­punk­t­lage des Fahrzeugs und damit die nach­fol­gende Berech­nung der Lastverteilungskurve bee­in­flussen und deshalb unbe­d­ingt zu berück­sichti­gen sind. Nach dem mech­a­nis­chen Momenten­satz kann die Schw­er­punk­t­lage mit Hil­fe der nach­fol­gen­den Gle­ichung berech­net wer­den (Abb. 3).
HAleer [kg] Hin­ter­ach­slast Fahrzeug leer
l1 [m] Schw­er­punk­t­lage Fahrzeug leer
mF [kg] Masse des Fahrzeugs leer
R [m] Rad­stand
4. Berech­nung des Lastverteilungs­plans
Die Erstel­lung bzw. Berech­nung eines Lastverteilungs­plans basiert neben den Fahrzeug­dat­en zusät­zlich auf fol­gen­den Grenzbe­din­gun­gen, die unbe­d­ingt einge­hal­ten wer­den müssen:
  • Die zuläs­sige Vorder­ach­slast darf nicht über­schrit­ten wer­den.
  • Die zuläs­sige Hin­ter­ach­slast darf nicht über­schrit­ten wer­den.
  • Die zuläs­sige Fahrzeugge­samt­masse darf nicht über­schrit­ten wer­den.
  • Die Min­destlenkach­slast darf nicht unter­schrit­ten wer­den.
  • Die Min­destantrieb­sach­slast darf nicht unter­schrit­ten wer­den.
Für jede Bedin­gung wird zunächst eine eigene Kurve berech­net, welche die max. Masse des Gesamt­ladungss­chw­er­punk­tes angibt, die an ein­er bes­timmten Posi­tion auf der Mit­tel­längsachse der Lade­fläche aufge­bracht wer­den darf. Durch das Zusam­men­führen aller Einzelkur­ven ergibt sich dann der LVP (Abb. 4).
Nach­fol­gend ist die Berech­nung der Einzelkur­ven des Lastverteilungs­plans dargestellt:
  • a) Der Ver­lauf des Kur­ven­bere­ichs a wird durch die max­i­mal zuläs­sige Vorder­ach­slast bes­timmt. Momenten­gle­ichung um die Hin­ter­achse:
  • b) Der Ver­lauf des Kur­ven­bere­ichs b wird durch die max­i­mal zuläs­sige Hin­ter­ach­slast bes­timmt. Momenten­gle­ichung um die Vorder­achse:
  • c) Der Ver­lauf des Kur­ven­bere­ichs c stellt die Verbindungslin­ie zwis­chen den Kur­ven­bere­ichen a und b in Höhe der max­i­mal zuläs­si­gen Nut­zlast des Fahrzeugs dar.
  • d) Der Ver­lauf des Kur­ven­bere­ichs d wird durch die Ein­hal­tung der Min­d­est- lenkach­slast bes­timmt. Momenten­gle­ichung um die Hin­ter­achse:
  • e) Der Ver­lauf des Kur­ven­bere­ichs e wird durch die Ein­hal­tung der Min­destantrieb­sach­slast bes­timmt. Momenten­gle­ichung um die Vorder­achse:
Ver­wen­dete Formelze­ichen:
HAvoll [kg] Hin­ter­ach­slast Fahrzeug voll­be­laden
l1 [m] Schw­er­punk­t­lage Fahrzeug leer
mF [kg] Masse des Fahrzeugs leer
mLx [kg] Masse der Zuladung an Punkt „x“
R [m] Rad­stand
S [m] Abstand Vorder­achse – Lade­fläche
SLx [%] Min­destlenkach­slast (sichere Lenkbarkeit)
ST [%] Min­destantrieb­sach­slast (sichere Trak­tion)
VAvol l [kg] Vorder­ach­slast Fahrzeug voll­be­laden
x [m] Lauf­vari­able ab Beginn der Lade­fläche
Hin­weis:
Zur Vere­in­fachung wer­den bei den Berech­nun­gen Kraft und Masse gle­ich geset­zt. Physikalisch betra­chtet sind „Last“ und „Gewicht“ Massenkräfte. Die Erdbeschle­u­ni­gung bleibt hier vere­in­fachend unberück­sichtigt, da auss­chließlich sta­tis­che Zustände betra­chtet wer­den.

Den Lastverteilungsplan einfach erstellen

Da das manuelle Berech­nen des LVP sehr aufwändig ist hat die Beruf­sgenossen­schaft für Trans­port und Verkehr­swirtschaft eine Soft­ware entwick­elt mit der es möglich ist, Lastverteilungspläne schnell und ein­fach zu erstellen. Diese kann auf den Inter­net­seit­en der BG Verkehr (www.bg-verkehr.de) im Medi­en­shop gegen eine geringe Schutzge­bühr bestellt wer­den.
Autoren
Dipl.-Ing. Karl-Heinz Jubt (Foto) Dr.-Ing. Claus Back­haus
Kor­re­spon­den­zadresse: Dipl.-Ing. Karl-Heinz Jubt Beruf­sgenossen­schaft für Trans­port und Verkehr­swirtschaft Geschäfts­bere­ich Präven­tion, Refer­at Ergonomie karl-heinz.jubt@bg-verkehr.de
Lit­er­atur:
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