Ladungssicherung Formel: So berechnen Sie die nötige Sicherungskraft nach VDI 2700
Wer Ladung auf einem LKW oder Anhänger sichert, muss am Ende eine einfache Frage beantworten: Reicht das, was ich angebracht habe, um die Ladung in einer Vollbremsung oder einem Ausweichmanöver in Position zu halten? Die VDI 2700 gilt in Deutschland als anerkannte Regel der Technik. Die rechnerischen Grundlagen für die Ermittlung von Zurrkräften sind in der DIN EN 12195-1 beschrieben.
Beide Regelwerke beschreiben, welche Kräfte auf die Ladung wirken und mit welchen Formeln sich die nötige Sicherungskraft berechnen lässt. Online-Rechner sind hilfreich, ersetzen aber nicht das Verständnis dafür, was hinter den Eingabefeldern passiert.
In diesem Ratgeber zeigen wir Schritt für Schritt, welche Kräfte beim Transport auf die Ladung wirken, welche Reibbeiwerte praxisnah angesetzt werden, wie die Formel zum Niederzurren aufgebaut ist und wie sich die Anzahl der Zurrgurte für eine konkrete Ladung berechnen lässt. Ergänzend ordnen wir das Direktzurren ein und geben Beispiele aus dem typischen B2B-Alltag.
Welche Kräfte wirken auf die Ladung?
Im Stand drückt eine Ladung mit ihrer Gewichtskraft senkrecht nach unten auf den Ladeboden. Sobald das Fahrzeug beschleunigt, bremst, lenkt oder ausweicht, kommen weitere Kräfte ins Spiel. Diese sogenannten Massenkräfte wirken in genau die Richtung, in die das Fahrzeug seine Bewegung ändert, und versuchen, die Ladung von der Stelle zu schieben.
Für Standardberechnungen im Straßenverkehr werden nach VDI 2700 bzw. DIN EN 12195-1 Beschleunigungsbeiwerte angesetzt.
Gewichtskraft und Massenkraft
Die Gewichtskraft FG ist das Produkt aus Masse und Erdbeschleunigung. Bei einer Ladung mit 1.000 Kilogramm Masse beträgt die Gewichtskraft rund 1.000 daN. Im Stand wird sie vollständig vom Ladeboden aufgenommen. Sobald gebremst oder ausgewichen wird, kommen Massenkräfte hinzu. Diese werden über Beschleunigungsbeiwerte ausgedrückt, die als Faktor auf die Gewichtskraft angewendet werden.
Beschleunigungsbeiwerte nach VDI 2700
Für den Straßenverkehr setzt die VDI 2700 folgende Beschleunigungsbeiwerte an:
- nach vorne: cx = 0,8 (entspricht 0,8-facher Gewichtskraft)
- nach hinten und zur Seite: cy = 0,5 (entspricht 0,5-facher Gewichtskraft)
Diese Werte spiegeln die typischen Belastungen einer Vollbremsung, eines Beschleunigungsmanövers und scharfer Kurven oder Ausweichmanöver wider. Sie sind die rechnerische Grundlage jeder Ladungssicherung im Straßenverkehr.
Reibungskraft und Reibbeiwert µ
Ein Teil der Massenkraft wird durch die Reibung zwischen Ladung und Ladefläche aufgefangen. Wie groß dieser Anteil ist, hängt vom Reibbeiwert µ ab. Je höher µ, desto mehr Bewegungsenergie nimmt die Reibung ab und desto weniger zusätzliche Sicherungskraft ist erforderlich. Der Reibbeiwert ist deshalb in jeder Berechnung der zentrale Hebel.
Sicherungskraft
Die Sicherungskraft ist die Differenz zwischen der wirkenden Massenkraft und der durch Reibung bereits aufgefangenen Kraft. Sie ist genau die Kraft, die durch Zurrgurte, Sperrelemente oder Formschluss zusätzlich aufgebracht werden muss, damit die Ladung nicht verrutscht. Die Formel unten setzt genau hier an.
Reibbeiwerte für gängige Materialpaarungen
Die VDI 2700 Blatt 2 enthält eine Tabelle gängiger Reibbeiwerte, in der die folgenden Werte genannt sind:
|
Materialpaarung |
Reibbeiwert µ |
|
Metall auf Holz |
0,2 |
|
Holz auf Holz |
0,3 |
|
Antirutschmatte |
0,6 |
Diese Werte sind nur grobe Anhaltswerte. Sie gelten ausschließlich auf besenreinen Ladeflächen und bei fettfreien Oberflächen. Verschmutzungen, Öl, Nässe oder Eis senken den Reibbeiwert deutlich. Wer rechtssicher rechnet, zieht die vollständige Tabelle der VDI 2700 Blatt 2 heran und prüft die genaue Materialpaarung.
Antirutschmatten sind in der Praxis ein wichtiger Hebel: Eine sauber unterlegte rutschhemmende Matte hebt µ in der Regel auf etwa 0,6 an und senkt damit die Anzahl der erforderlichen Zurrgurte spürbar. Wichtig ist, dass die Matten unter allen Auflagepunkten der Ladung liegen, sonst entsteht Mischreibung und der angesetzte µ-Wert gilt nicht mehr.
Die Formel zum Niederzurren
Beim Niederzurren wird die Ladung mit Zurrgurten kraftschlüssig auf den Ladeboden gedrückt. Die Vorspannkraft erhöht die Reibungskraft und reduziert die noch zu kompensierende Restkraft. DieVDI 2700 und DIN EN 12195 liefern hierfür die Grundlage für eine vereinfachte Formel.
Formel mit senkrechtem Zurrwinkel (90 bis 83 Grad)
Für Zurrwinkel von 90 bis etwa 83 Grad zur Ladefläche gilt vereinfachend:
FV = ((cx,y − µ) / µ) · FG / k
Formel mit Zurrwinkel unter 83 Grad
Sobald der Zurrwinkel deutlich von der Senkrechten abweicht, geht der Sinus des Winkels in die Berechnung ein:
FV = ((cx,y − µ) / (µ · sin α)) · FG / k
Erklärung der Variablen
- FV: erforderliche Gesamtvorspannkraft in daN, die alle Zurrgurte gemeinsam aufbringen müssen
- cx,y: Beschleunigungsbeiwert (0,8 nach vorne, 0,5 zur Seite und nach hinten)
- µ: Reibbeiwert zwischen Ladung und Ladefläche
- FG: Gewichtskraft der Ladung in daN
- α: vertikaler Zurrwinkel zwischen Gurt und Ladefläche
- k: Übertragungsbeiwert. Bei nur einer Ratsche an einem Gurtstrang beträgt k = 1,5. Bei Ratschen an beiden Strängen beträgt k = 2.
- STF (Standard Tension Force): die Vorspannkraft, die beim Spannen mit einer Handkraft von 50 daN am Hebel der Ratsche erreicht wird. Dieser Wert ist die rechnerische Grundlage für das Niederzurren.
- LC (Lashing Capacity): die maximal zulässige Kraft, mit der das Zurrmittel im Direktzurren belastet werden darf.
Eine zweite, in der DIN EN 12195-1 genauer ausformulierte Variante setzt die Beschleunigungsbeiwerte und einen Sicherheitsfaktor fs in die Formel ein. Der Aufbau bleibt gleich: Die Differenz zwischen Massenkraft und Reibung wird durch Vorspannkraft kompensiert.
STF, LC und der Wert auf dem Etikett
Auf jedem zugelassenen Zurrgurt findet sich ein Prüfetikett nach DIN EN 12195-2. Dort sind zwei Werte zentral:
Wenn auf dem Etikett zum Beispiel STF 500 daN steht, bedeutet das: Wird der Gurt mit 50 daN Handkraft am Hebel gespannt, liegt im Strang eine Vorspannkraft von 500 daN an. Die Gesamtvorspannkraft FV aus der Formel teilt sich anschließend auf die einzelnen Gurte auf.
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Schon kleine Änderungen am Reibbeiwert oder am Zurrwinkel ändern die Anzahl der nötigen Gurte erheblich. Wer regelmäßig dieselben Ladungen transportiert, profitiert davon, sein Fahrzeug einmal sauber auszurüsten. Airlineschienen, zusätzliche Zurrpunkte und passende Sperrelemente sorgen dafür, dass jede Ladung an der richtigen Stelle gesichert werden kann, ohne dass jedes Mal improvisiert werden muss.
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Häufige Fragen zur Ladungssicherung Formel
Wie lautet die Formel für die Ladungssicherung nach VDI 2700?
Für das Niederzurren mit einem Zurrwinkel unter 83 Grad gilt vereinfacht: FV = ((cx,y − µ) / (µ · sin α)) · FG / k. FV ist die erforderliche Gesamtvorspannkraft, cx,y der Beschleunigungsbeiwert (0,8 nach vorne, 0,5 zur Seite und nach hinten), µ der Reibbeiwert, FG die Gewichtskraft, α der Zurrwinkel und k der Übertragungsbeiwert. Bei senkrechten Zurrwinkeln zwischen 90 und 83 Grad fällt der Sinus aus der Formel heraus.
Welche Kräfte wirken beim Transport auf die Ladung?
Im Stand wirkt die Gewichtskraft senkrecht nach unten. Sobald das Fahrzeug bremst, beschleunigt oder ausweicht, kommen Massenkräfte hinzu. Die VDI 2700 setzt dafür Beschleunigungsbeiwerte an: 0,8-fache Gewichtskraft nach vorne, 0,5-fache zur Seite und nach hinten. Ein Teil dieser Massenkräfte wird durch Reibung zwischen Ladung und Ladefläche aufgefangen. Die verbleibende Restkraft muss durch Sicherungsmaßnahmen kompensiert werden.
Was ist der Unterschied zwischen Vorspannkraft, STF und LC?
Die Vorspannkraft FV ist die rechnerische Größe aus der Niederzurrformel. STF (Standard Tension Force) ist die tatsächlich erreichte Vorspannkraft beim Spannen des Gurtes mit 50 daN Handkraft. LC (Lashing Capacity) ist die maximal zulässige Kraft im Zurrgurt und maßgeblich für das Direktzurren. Die STF und LC Werte stehen auf dem Prüfetikett des Zurrgurts nach DIN EN 12195-2.
Wie berechnet man die Anzahl der Zurrgurte?
Zuerst wird die Gesamtvorspannkraft FV für die kritische Richtung berechnet, in der Regel nach vorne mit cx = 0,8. Anschließend wird FV durch 2 x STF des verwendeten Zurrgurts geteilt und zur nächsten ganzen Zahl aufgerundet. Antirutschmatten erhöhen den Reibbeiwert auf etwa 0,6 und reduzieren die Anzahl der nötigen Gurte deutlich. Für die Lagestabilität sollten in der Praxis mindestens zwei Gurte pro Ladungsteil eingesetzt werden.
Welcher Reibbeiwert µ gilt für meine Ladung?
Die VDI 2700 Blatt 2 enthält die maßgebliche Tabelle. Als grobe Anhaltswerte werden Metall auf Holz mit µ = 0,2, Holz auf Holz mit µ = 0,3 und Antirutschmatten mit µ = 0,6 genannt. Diese Werte gelten nur auf besenreinen Ladeflächen und bei fettfreien Oberflächen. Verschmutzungen, Nässe, Öl oder Eis senken den Reibbeiwert deutlich.
Wann reicht Niederzurren, wann muss direkt gezurrt werden?
Niederzurren funktioniert über Reibungserhöhung und ist sinnvoll, wenn die Ladung eine ausreichend große, stabile Auflagefläche hat. Direktzurren ist für sperrige Maschinen oder Bauteile vorteilhaft, die sich schlecht niederzurren lassen oder bei denen die Geometrie eine direkte Aufnahme der Massenkräfte über Zurrgurte erlaubt. Voraussetzung sind tragfähige Zurrpunkte am Fahrzeug. In der Praxis werden beide Verfahren oft kombiniert.
Welchen Einfluss hat der Zurrwinkel auf die Vorspannkraft?
Der Zurrwinkel α geht über den Sinus in die Niederzurrformel ein. Bei 90 Grad zur Ladefläche wirkt die Vorspannkraft voll, bei 60 Grad sinkt sin α auf rund 0,866 und bei 30 Grad auf 0,5. Ein flacher Zurrwinkel halbiert die wirksame Vorspannkraft und verdoppelt damit die Anzahl der nötigen Gurte. Optimal sind Zurrwinkel zwischen 60 und 90 Grad, ideal so steil wie möglich.
Dieser Artikel dient ausschließlich der allgemeinen Information und ersetzt keine Rechtsberatung oder fachliche Beratung. Alle Angaben zu Formeln, Reibbeiwerten und Normen wurden sorgfältig recherchiert, erheben jedoch keinen Anspruch auf Vollständigkeit, Richtigkeit oder Aktualität. Maßgeblich sind die jeweils aktuellen Ausgaben der VDI 2700 (insbesondere Blatt 2) und der DIN EN 12195-1. Für die rechnerische Auslegung im Einzelfall wenden Sie sich bitte an einen Sachverständigen für Ladungssicherung oder die zuständige Berufsgenossenschaft.
Wir wünschen allzeit sichere Fahrt!
