Wickelachse liegend quer
Besonders schwere Kabeltrommeln auf 20'-Flats
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Ausriss aus der Beschriftung der Trommeln |
Für eine Reise nach Indonesien sind diese Trommeln besonders sorgfältig zu sichern, denn mit der Länge der Reise nimmt die Wahrscheinlichkeit, dass das Schiff mit schlechtem Wetter konfrontiert wird, zu.
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| schwere und sperrige Kabeltrommeln auf 20'-Flats |
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| ungünstig konstruierte Bodengruppe aus U-Profilen |
Unvernünftig ist die vom Hersteller gewählte Bodenkonstruktion aus drei quer zur Trommelachse verlaufenden U-Profilen. Ihre sechs Stahlstreifen bieten so wenig Fläche, dass das Unterlegen reibungserhöhender Unterlagen nicht zu praktizieren ist.
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| Quetschung der untergelegten Bretter durch zu kleine Auflage- flächen (Ausschnittvergrößerung unten) |
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| Bodenkonstruktion und Unterleger bedingen extrem hohe Drücke. |
Die untergelegten Bretter werden durch die extrem hohen Drücke zerquetscht. Bei vier quer untergelegten Brettern von ca. 200 mm Breite und einer Stahlstärke der 3 U-Profile von 8 mm ergibt sich eine Aufstandfläche von 24 x 200 mm x 8 mm = 38.400 mm² oder 0,0384 m². Bei der Bruttomasse der Kabeltrommel von 24.481 kg bzw. einer Normalkraft von 240.159 N sind das Drücke von 6.254.141 Pascal, also ca. 6,3 MPa. Nach alter Lesart wären das 637 t/m².
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| Pro Querbrett verteilt sich die Last auf sechs winzige Streifen. |
Man hätte die Bretter besser weggelassen und die Kabeltrommel direkt auf dem Flat abgesetzt. Die Reibung wird dadurch jedoch deutlich verringert, da an den Außenseiten Stahl auf Stahl liegt. Die Verwendung von Streifen aus rutschhemmenden Matten scheidet aus, da sie während des Transports durch die hohe Belastung zerschnitten und aufgerieben würden.
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| Bodenkonstruktion mit integriertem rutsch- hemmenden Material |
Der Hersteller der Kabeltrommeln bzw. deren Bodengruppe kann der späteren Ladungssicherung Hilfestellung leisten, indem er in die U-Profile Kanthölzer und rutschhemmendes Material einarbeitet.
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| Vorbereitung unzureichender "Sicherungen" aus Einweg- Textilgurten |
Die Sicherungsansätze, die hier zu erkennen sind, sind absolut unzureichend. Zum einen müssen Textilgurte großflächig eingesetzt werden - was hier nicht möglich ist -; zum anderen sind die gewählten Sicherungsmethoden nicht in der Lage, die Masse von ca. 25 t auf dem Flat dauerhaft festzuhalten.
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| unzureichende "Sicherungen" aus Einwegtextilgurten |
Selbst wenn - aufgrund der Verarbeitung unzutreffenderweise - angenommen wird, dass mit einem Textilband 3.000 daN Zurrkraft erzeugt werden könnte, würde die horizontale Längssicherung aufgrund der Zurrwinkel in Längsrichtung 1.500 daN betragen. Die Vertikalkomponente beträgt 2.100 daN. Eine Quersicherung der Kabeltrommeln erfolgt durch die Art der Anbringung praktisch nicht.
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| seitliche Sicherung durch konstruktiv vorgesehene Stahlkante |
Einen absolut sicheren Halt auf dem Flat würde die Kabeltrommel finden, wenn der Hersteller bereits an die Ladungssicherung gedacht hätte. Eine angeschweißte oder anschraubbare Stahlkante garantiert eine hundertprozentige seitliche Sicherung.
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| seitliche Sicherungsmöglichkeit durch Stahllaschen |
Konstruktiv vorgesehene Stahllaschen - in der Querrichtung eventuell sogar einstellbar - wären eine weitere Möglichkeit, die Quersicherung zu gewährleisten. Eine Vielzahl anderer Möglichkeiten ist denkbar. Den Ingenieuren und Technikern der Hersteller kann dahingehend sicherlich ein wenig Fantasie abverlangt werden.
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| Längssicherung durch Kanthölzer | ||
Eine angemessene Ladungssicherung in Längsrichtung lässt sich problemlos durch die Verwendung von Kantholzabsteifungen erreichen.
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| Längs- und Quersicherung durch Ketten | ||
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| Längs- und Quersicherung durch Ketten - Aufsicht | ||
Die Verwendung von Ketten erlaubt die Sicherung in Quer- und Längssicherung. Aufgrund der Packstückabmessungen und der vorhandenen Zurrpunkte fallen die Querkomponenten größer als die Längskomponenten aus. Um eine ausreichende Sicherung zu erreichen, sind eventuell mehrere Ketten zu setzen, oder es sind die Längskomponenten durch zusätzliche Kantholzabsteifungen zu ergänzen.
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| Kipp- und Vertikalsicherung durch Vertikal- und Schräg- zurrungen |
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Unter der Voraussetzung, dass die Kabeltrommel im Bodenbereich ausreichend gegen Längs- und Querverschub gesichert ist, reichen vertikal und schräg angebrachte Zurrungen aus, um die Kabeltrommel gegen Kippen und andere senkrechte Kräfte zu sichern.
Kabeltrommeln auf 40'-Flats
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| ungenügend gesicherte Kabeltrommeln auf einem 40'-Flat | ||
Die beiden äußeren Rollen sind nicht formschlüssig an die Stirnwände des Flats geladen. Die Sicherung in Längsrichtung erfolgt über die durch den Kern genommenen Zurrgurte. Der wirksame Horizontalanteil beträgt ca. 40 % der Einsatzfestigkeit. Bei Zurrgurten von 2.000 daN Einsatzfestigkeit wäre jede Kabeltrommel mit 2 x 2.000 daN x 0,4 = 1.600 daN in jeder Längsrichtung gesichert. Dieser theoretische Wert wird jedoch nicht erreicht, da die Textilgurte nicht vorschriftsmäßig verwendet werden. Die nutzbaren Einsatzfestigkeiten sind deshalb nicht zu bestimmen.
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| Detailansicht einer Kabeltrommel im Bodenbereich | ||
Die quer vorgelegten Kanthölzer (a) können durch die falsch geschnittenen Keile (b) nur in geringem Umfang zur Längssicherung beitragen. Nur minimal werden die Hölzer (a) durch das aufgenagelte Brett (c) zusammengehalten. Brett (c) stellt außerdem nahezu die einzige Quersicherung dar, denn die Textilgurte halten die Kabeltrommeln nur über den Vertikalanteil der Vorspannung in Verbindung mit der Reibung fest. Die sich daraus ergebenden Werte sind minimal.
Fazit: So können Kabeltrommeln unmöglich auf eine Seereise geschickt werden. Mit Ausnahme von Schiffen mit so genannten Flaps, bei denen auch Verladungen im unteren Schiffsbereich möglich sind, werden diFlats mit großer Wahrscheinlichkeit in der obersten Lage unter Deck oder an Deck gestaut.
Generell kann bei derartigen Ladungen wie folgt verfahren werden:
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| oben und Ausschnittvergrößerung rechts: kompakter Stau relativ leichter Kabeltrommeln - ausgefütterte Lücken an der Stirnseite |
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Die Trommeln werden auf das Flat geladen. Aus Gründen der Unfallverhütung sollte jede Trommel - vorübergehend - durch Keile, Balken o. Ä. am Verrollen gehindert werden. Wird so gearbeitet, dass Lücken an der Stirnwand verbleiben, sind diese mit Kanthölzern, Bohlen oder Brettern auszufüllen (1). Die Absteifungen sollten vom Außenrand der Trommeln nach innen gerichtet sein, damit die hohe Festigkeit der Außenscheiben der Trommeln genutzt werden.
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oben und Ausschnittvergrößerung links: kompakter Stau relativ leichter Kabeltrommeln - Lücken in der Mitte |
Von den Stirnseiten zur Mitte zu laden ist einfacher. Zum Aussteifen der in der Mitte verbleibenden Lücke benötigt man nur den halben Holzquerschnitt, da sich die Belastung für die eingesetzten Hölzer (1) halbiert. Vorsicht ist angebracht, wenn bei Trommeln der skizzierten Größe im Stirnbereich der Umschlag des Containers behindert werden könnte.
Bei einer Kabeltrommelmasse von nur je 3.000 kg, zusammen also 12.000 kg, können die Stirnwände des Flats noch Kräften widerstehen, die bei Beschleunigungen von 1 g auftreten würden.
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oben und Ausschnitt- vergrößerung links: Packvariante - größere Lücken in der Mitte |
Verbleiben größere Lücken (1), ist es immer günstiger, diese in der Mitte zu belassen und dort abzusteifen.
Damit die Hölzer einen sicheren Halt bekommen, sollten diese durch Holzbretter in Querrichtung untereinander verbunden werden. Ein Anheften an der Verbretterung der Kabeltrommeln gebietet größte Vorsicht, damit nicht etwa die Kabel beschädigt werden.
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| unpraktisch: Mehrere Lücken belassen und diese aussteifen |
Da die Stirnwände der Flats mit dem 0,4fachen des Payloads belastet werden können, ist bei einer Gesamtmasse der Ladung von bis zu 40 % der Nutzlast bereits durch die kompakte Verladung bzw. das Ausfüllen der Lücken eine ausreichende Längssicherung gegeben.
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| Entlastung der Stirnwände durch Laschings |
Übersteigt die Masse der zu verladenen Kabeltrommeln diesen Wert, müssen die Stirnwände der Flats durch nach innen gespannte Laschings (2) entlastet werden. Dazu eignen sich durch den Kern und zur Flatmitte hin gezogene Umspannungen am besten. Anzahl, Materialart und -stärke richtet sich nach den Einsatzfestigkeiten der Zurrpunkte am Flat und den für den jeweiligen Transport zugrunde zu legenden Werten für die auftretenden Beschleunigungen. Bei der Berechnung entsprechender Zahlenwerte dürfen keine Gleitreibbeiwerte in Ansatz gebracht werden, da die Kabeltrommeln bei den bisher gezeigten Verladearten rollen können.
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| Prinzipdarstellung der Einzelsicherung von Kabeltrommeln in Längsrichtung |
Erreicht die Gesamtmasse der Kabeltrommeln das Payload eines Flats, könnte bei gleichmäßiger Verladung die Lastverteilung so aussehen. Nachteilig ist jedoch, dass nur ein Teil der Stirnwandfestigkeit genutzt wird. Wenn jede Trommel 25 % der Payloadmasse aufweist, die Stirnwände jedoch mit 40 % des Payloads belastet werden können, werden 15 % der Festigkeit verschenkt. Bei unterschiedlichen Zurrwinkeln, die hier absichtlich eingezeichnet wurden, müssten die Einsatzfestigkeiten der Laschings gleichfalls unterschiedlich gewählt werden.
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| Variante einer Einzelsicherung in Längsrichtung |
Erreicht die Masse der Kabeltrommeln das Payload des Flats und werden sogar Längsbeschleunigungen von 1 g angenommen, ist die abgebildete Verladeart im Hinblick auf die Ladungssicherung besonders günstig. Da an jede Stirnwand 50 % des Payloads geladen wurden, die Stirnwände selbst aber 40 % vertragen können, müssen die Laschings (1) lediglich Kräfte aufnehmen können, die durch 10 % der Ladungsmasse und der Beschleunigung von 1 g bewirkt werden. Die Laschings (2) und (3) müssen jedoch so stark dimensioniert sein, dass ihre wirksamen Kraftkomponenten den Kräften entsprechen, die sich ergeben, wenn die Masse einer Kabeltrommel mit der angenommenen Beschleunigung multipliziert wird.
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| seitliche Sicherung durch Kern-Umspannungen |
Die seitliche Sicherung der Kabeltrommeln kann - so weit nicht Absteifungen gegen eingesetzte Rungen vorgesehen werden - durch Kernumspannungen gewährleistet werden.
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| Kernumspannungen an einer Kabeltrommel |
Die roten und violetten Umspannungen sichern jede Kabeltrommel gegen Bewegungen zu einer Seite, die grünen und blauen zur anderen Seite. Für die Berechnung der erforderlichen Einsatzfestigkeiten können hier die entsprechenden Gleitreibbeiwerte in Ansatz gebracht werden. Die Verwendung rutschhemmender Materialien als Unterlage kann die erforderlichen Materialstärken in hohem Maße beeinflussen.
Zu berücksichtigen ist, dass Kernumspannungen nahezu keine Längssicherungskräfte bewirken.
Hinweis: Bei Kabeltrommeln, die mit horizontal liegender Achse verladen werden, muss unbedingt geprüft werden, ob die zulässigen Streckenlasten des Containers nicht überschritten werden und dass keine zu großen Punktbelastungen auftreten.