Die Physik des Kippens von Aufliegern
Bei STAS ist Sicherheit nicht nur ein Merkmal, sondern ein grundlegender Bestandteil unserer Entwicklungsphilosophie. Wir wissen, dass das Kippen eines voll beladenen Aufliegers eine komplexe Mechanik erfordert und dass für Fahrer, Betreiber und Flottenmanager gleichermaßen viel auf dem Spiel steht.
Unser Engagement für die Betriebssicherheit konzentriert sich auf zwei Schlüsselbereiche:
1. Maximierung der Sicherheitsmargen: Durch rigorose Technik, hochwertige Materialien und optimierte Fertigung gewährleisten wir, dass unsere Auflieger unter allen Bedingungen sicher sind.
2. Schulung der Bediener: Durch den Austausch von Erkenntnissen und bewährten Verfahren tragen wir dazu bei, dass Auflieger sicher und effektiv eingesetzt werden.
Sicherheit ist nicht nur ein Kästchen, sondern eine ständige Herausforderung und eine gemeinsame Aufgabe von STAS und unseren Endnutzern.
Die Literatur zum Thema sicheres Kippen bietet oft einen theoretischen Ansatz, aber die realen Situationen können sekundenschnelle Entscheidungen erfordern, die über das hinausgehen, was im Handbuch steht. Leider kann diese Lücke zwischen Theorie und Praxis zu Unfällen auf der Lade- und Entladeort führen.
In diesem Blogpost beginnen wir am Anfang und sehen uns an, wie Stabilität definiert wird und was mit der Gewichtsverteilung beim Entladen passiert.
Dieser Blogpost ist der erste Teil einer Blogpost-Serie über die Sicherheit von Kippern. Navigieren Sie hier zu den anderen Blogposts:
Stabilität verstehen
Die Stabilität ist eine Frage der Gewichtsverteilung.
Ein Wissenschaftler würde sagen, dass ein Objekt immer dann stabil ist, wenn sich der Schwerpunkt des Objekts über der Basis der Stütze des Objekts befindet. Befindet sich der Schwerpunkt nicht mehr über der Stützbasis, kippt das Objekt um.
Der Schwerpunkt?
Der Schwerpunkt ist der theoretische Gleichgewichtspunkt eines Objekts. Dort ist das Gewicht gleichmäßig in alle Richtungen verteilt. Wenn Sie einen Gegenstand in seinem Schwerpunkt halten, kippt er nicht um.
- Das erste Objekt auf der linken Seite ist am stabilsten, weil die Kräfte, die auf die Basis der Stütze einwirken, in einem perfekten Gleichgewicht zwischen links und rechts stehen.
- Das zweite Objekt in der Mitte ist weniger stabil, fällt aber nicht um, weil der Schwerpunkt immer noch über der Basis der Stütze liegt, allerdings lastet auf der linken Ecke mehr Gewicht als auf der rechten.
- Beim dritten Objekt lastet das gesamte Gewicht auf der linken Ecke, und der Schwerpunkt befindet sich nicht mehr über der Basis der Stütze. Das Objekt kippt unwiderruflich um.
Wie stabil ein Objekt ist, hängt davon ab, wie viel Spielraum das Objekt hat, bis der Schwerpunkt nicht mehr über der Basis der Stütze liegt. Mit anderen Worten: Je näher der Schwerpunkt an den Rand der Auflagebasis heranrückt, desto geringer ist die Stabilität des Objekts.
Gewichtsverteilung beim Kippen
Beim Kippen eines Aufliegers verschiebt sich der Schwerpunkt in zwei Richtungen:
- Aufwärts
- Rückwärts
In diesem Beispiel tritt die Last während des Kippens nicht aus dem Aufbau aus. Dies ist keine normale Situation, aber wir verwenden diese Situation als Grundlage für alle Festigkeitssimulationen und -tests, da dies aus technischer Sicht ein Worst-Case-Szenario ist.
Folgen der Verlagerung des Schwerpunkts nach hinten
Wenn wir den Auflieger von der Seite betrachten, müssen wir zunächst einmal wissen, wo wir unseren Stützpunkt finden können.
An der Vorderseite des Aufliegers ist die Basis der Stützgrenze der Königszapfen. Hier ruht das Gewicht auf der Sattelkupplung des Lkw.
Die hintere Basis der Stützgrenze ist die Mitte des Achsentrimms. Die Luftbälge, die das Gewicht tragen, sind alle durch Luftleitungen miteinander verbunden, so dass alle sechs Luftbälge als ein Luftkissen wirken und genau die gleiche Menge an Gewicht tragen, so dass die Basis der Stützgrenze die Mitte des Luftkissens ist.
(In diesem Beispiel sind die Luftbälge beim Kippen aufgeblasen. Klicken Sie hier für weitere Informationen über die Auswirkungen des Aufblasens oder Ablassens der Luftbälge während des Entladens).
Jetzt, da wir unsere Basis an Supportern haben, ist es viel einfacher, die physischen Folgen zu sehen:
Wenn die Ladung nicht aus dem Aufbau austritt, erhöht sich das Gewicht auf der Tridem-Achse auf 34 Tonnen, während die Belastung des Königszapfens von 14 Tonnen auf nur 4 Tonnen sinkt.
Mit diesem Wissen können wir einige Schlussfolgerungen in Bezug auf die Kippsicherheit ziehen:
- Ein Boden, der fest genug ist, um darauf zu fahren, ist nicht unbedingt sicher, um darauf zu kippen, da die Last auf dem Boden lokal um mehr als 40 % ansteigen kann, was bedeutet, dass der Boden nachgeben könnte, sobald das Kippen beginnt.
- Reifen und Achsen werden beim Kippen bis an ihre technischen Grenzen beansprucht, daher gehören Reifen und Federung zu den sicherheitskritischsten Komponenten eines Kippers.
Folgen der Verlagerung des Schwerpunkts nach oben
Theoretisch hat die Aufwärtsbewegung des Schwerpunkts keine Auswirkungen auf die Gewichtsverteilung auf der Basis der Stütze. Bei der Stabilität geht es jedoch darum, wie viel Spielraum zwischen dem perfekten Gleichgewicht und dem Punkt besteht, an dem der Schwerpunkt nicht mehr über der Basis der Stütze liegt.
Hier kollidiert die Theorie mit der Realität, denn keine Bodenfläche ist zu 100 % eben.
Links: kein Unterschied in der Gewichtsverteilung auf der Basis der Stütze.
Rechts: Auf einer nicht ganz ebenen Unterlage ist die Gewichtsverteilung zwischen links und rechts noch stärker beeinträchtigt, da der Schwerpunkt nach oben verlagert wird.
Wenn der Schwerpunkt nach oben verlagert wird, verringert sich die Sicherheitsmarge, da die Neigung der Stützbasis vergrößert wird.
Schlussfolgerungen
Wie sicher ein Kippvorgang ist, hängt also davon ab, wie viel Spielraum der Schwerpunkt hat, bevor er sich nicht mehr über der Basis befindet.
Aus physikalischer Sicht wird die Stabilität und damit die Sicherheit beim Kippen am besten dadurch gewährleistet, dass die Basis der Stütze vollkommen eben und der Schwerpunkt so niedrig wie möglich gehalten wird.
Mit diesem Wissen können wir eine Menge tun, um die Sicherheitsmargen zu erhöhen, sowohl als Betreiber als auch als Gerätehersteller.
Erfahren Sie, wie Fahrer und Betreiber die Sicherheitsreserven beim Kippen maximieren können:
