Dynamische Kräfte beim Staplerfahren

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Dynamische Kräfte beim Staplerfahren

Beim Umgang mit einem Stapler muss der Staplerfahrer sich der dynamischen Kräfte, die auf ihn, sein Fahrzeug und die transportierte Last einwirken, bewusst sein. Diese auch als Schub- oder Horizontalkräfte bezeichneten Kräfte müssen bei allen Tätigkeiten möglichst gering gehalten oder durch geeignete Maßnahmen wie die Ladungssicherung beherrscht werden.

Bergab nicht zu schnell fahren
Dynamische Kräfte beim Staplerfahren nicht unterschätzen

Im Folgenden stellen wir Ihnen die dynamischen Kräfte genauer vor und erläutern Ihnen die Konsequenzen, die sich daraus für die Praxis eines Staplerfahrers ergeben. Einige einfache Formeln können wir Ihnen dabei nicht ersparen, da sie für das grundsätzliche Verständnis der Kräfte wichtig sind.

Geschwindigkeit

Bei jeder Bewegung des Staplers erfahren Fahrer, Gerät und Last eine Geschwindigkeit. Bei einer gleichförmigen Bewegung (also mit einer über die Zeit unveränderten Geschwindigkeit) legt der Stapler einen bestimmten Weg zurück, der proportional zur vergangenen Zeit wächst. Die Geschwindigkeit v entspricht dann dem Faktor aus der zurückgelegten Strecke s und der Zeit t:

v = s / t

Ein Stapler fährt beispielsweise mit einer Geschwindigkeit v von 10 km/h.

Beschleunigung

Wenn der Stapler aus dem Stand losfährt, muss er beschleunigt werden. Die Geschwindigkeit v ist hier also nicht stabil, sondern steigt mit der Zeit an, bis die Höchstgeschwindigkeit erreicht wird. Beschleunigung wird in m/sec² angegeben und bezieht sich damit immer auf eine bestimmte Zeitspanne. So kann ein Stapler beispielsweise von 0 auf 10 km/h in 8 Sekunden beschleunigen, entsprechend dem Geschwindigkeits-Zeit-Gesetz (v = a * t).

Grafisch lässt sich die Beschleunigung in einem Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm darstellen:

Geschwindigkeit Zeit Diagramm
Geschwindigkeit Zeit Diagramm

Dabei gilt: Je schneller das Fahrzeug seine Geschwindigkeit erhöhen soll, desto leistungsstärker muss der Motor sein. Im Umkehrschluss bedeutet das jedoch auch, dass die Bremskraft in gleichem Maße steigen muss, um den Stapler aus voller Fahrt abbremsen zu können (was einer negativen Beschleunigung entspricht, da sich die Geschwindigkeit innerhalb einer bestimmten Zeit verringert oder sogar auf null reduziert, wenn der Stapler zum Stehen kommt.

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Trägheitskraft

Um einen Körper in Bewegung zu versetzen, muss eine bestimmte Kraft aufgebracht werden, ebenso beim Bremsen. Da jeder Körper, unabhängig von seiner Form oder Beschaffenheit, jedoch das Bestreben hat, in seinem Ruhezustand oder (bei einem Körper in Bewegung, der abgebremst werden soll) in einer gleichförmigen Bewegung zu verharren (es handelt sich hierbei um das 1. Grundgesetz der Mechanik, den Trägheitssatz von Isaac Newton), wirkt bei jeder Krafteinwirkung eine gegenläufige Kraft auf den Körper, die überwunden werden muss. Diese Trägheitskraft ist auch direkt spürbar, wenn starke Kräfte auf den menschlichen Körper einwirken, etwa beim Beschleunigen eines PS-starken Autos oder beim Start eines Flugzeugs. Sie sorgt dafür, dass der Körper in den Sitz gedrückt wird, bis eine gleichförmige Geschwindigkeit erreicht ist.

Die Formel für die Berechnung der Trägheitskraft lautet T = m * a, wobei m für die Masse des Körpers steht, auf den die Kraft wirkt. Deswegen spielt auch das Gewicht des bewegten Körpers eine wesentliche Rolle dabei, wie stark die Trägheitskraft T wirkt, ebenso die Beschleunigung a. Je schneller ein Fahrzeug ist und je mehr Masse es besitzt, desto stärker wirkt auch die Trägheitskraft. Sie ist ebenfalls beim starken, ruckartigen Abbremsen zu spüren: Der Stapler bremst scharf, doch auf den Fahrer und die Last wirkt weiterhin die nach vorne wirkende Kraft: Die Last verrutscht, der Fahrer wird durch den Sicherheitsgurt zurückgehalten (oder gefährdet seine Gesundheit, wenn er nicht angeschnallt war). Und das umso mehr, je schneller und/oder schwerer der Stapler mit Last ist. Daher muss ein vorhandener Sicherheitsgurt immer angelegt werden, bevor der Stapler in Bewegung versetzt wird. Nur so ist der Fahrer im Falle eines Unfalls geschützt.

Die Trägheitskraft ist auch beim Transport von Lasten zu beachten: Bei lotrechter Ausrichtung des Hubmastes lassen die Trägheitskräfte bei einem scharfen Bremsmanöver die Last nach vorne rutschen, während bei einem nach hinten geneigten Mast die schräg nach oben gerichteten Gabeln die Trägheitskraft ganz oder teilweise abfangen.

Vorsicht beim Stapler fahren
Bei lotrechter Ausrichtung des Hubmastes rutsch die Last leicht nach vorne. Deswegen Mast bei Fahrt nach hinten kippen

Auch beim Überfahren von Schlaglöchern, Bodenschwellen und anderen Unebenheiten wirkt die Trägheitskraft. Zu schnelles Fahren kann dazu führen, dass die Last „hüpft“ und sich verschiebt – im schlimmsten Fall vor das Fahrzeug, wo sie dann ein Hindernis darstellt, das den Stapler zusätzlich rapide abbremst. Aus diesem Grund muss an solchen kritischen Stellen besonders langsam und vorausschauend gefahren werden, um gefährliche Unfälle (an denen auch unbeteiligte Dritte beteiligt sein können) zu verhindern.

Reibungskraft

Neben der Trägheitskraft wirkt auf Körper auch die Reibungskraft, die eine Folge der Schwerkraft ist. Um einen Körper zu bewegen, muss auch die in entgegengesetzte Richtung wirkende Reibungskraft überwunden werden. Erst danach kann der Körper in Bewegung versetzt werden. Die Reibungskraft wird durch diese Formel ermittelt: Fw = m * g * µ. Dabei ist m wieder die Masse des Körpers, g ist die Fallbeschleunigung (die auf der Erde immer 9,81 m/s² entspricht) und µ der Reibbeiwert, der materialabhängig ist.

Allerdings spielt die Masse bei der Reibungskraft keine entscheidende Rolle, wie sich an einem praktischen Beispiel zeigt: Auf den Staplerzinken befindet sich eine leere Gitterbox, der Stapler beschleunigt und bremst dann plötzlich ab. Die Folge: Die Gitterbox rutscht eine Strecke nach vorne, da die auf sie einwirkenden Trägheitskräfte die Reibungskräfte übersteigen. Wird dieser Versuch mit einer deutlich schwereren, gefüllten Gitterbox wiederholt, zeigt sich, dass die Gitterbox ebenso in Bewegung kommt und von den Gabelzinken rutscht.

Vorsicht: Last rutscht
Vorsicht: Last rutschen verhindern, Ladungssicherung muss sein

Verhindern lässt sich das nur durch eine entsprechende Ladungssicherung, bei der etwa einzelne Kartonagen durch Stretchfolie zu einer größeren Einheit verbunden werden, so dass die Kräfte auf die gesamte Ladeeinheit wirken (die eine größere Masse aufweist als die Einzelkartons). Um zu verhindern, dass die Ware von der Palette rutschen kann, kann der Reibbeiwert erhöht werden, z. B. durch entsprechende Auflagen zwischen den Lagen. Am sichersten ist es jedoch immer noch, die Geschwindigkeit an die Umgebungssituation anzupassen, vorausschauend zu fahren und heftige Brems- und Beschleunigungsmanöver zu vermeiden.

Fliehkraft

Die letzte wichtige dynamische Kraft, der sich jeder Staplerfahrer bewusst sein sollte, ist die Fliehkraft. Sie wirkt bei kreisförmigen Bewegungen und drückt den Körper vom Mittelpunkt weg nach außen, und zwar umso weiter, je schneller die Bewegung ist. Auf den Stapler bezogen wirkt die Fliehkraft bei Kurvenfahrten, wieder sowohl auf den Stapler selbst als auch auf den Fahrer und die Last. Der Stapler kann hierdurch, z. B. bei nassem, rutschigem Untergrund oder bei abgefahrenen Reifen in Verbindung mit hoher Kurvengeschwindigkeit, „aus der Kurve getragen“ werden, also ausbrechen und unkontrollierbar werden.

Je kleiner der Kurvenradius, desto größer die Fliehkraft
Je kleiner der Kurvenradius, desto größer die Fliehkraft

Je schneller und enger eine Kurve genommen wird, desto stärker wirkt die Fliehkraft, und das jeweils entgegen der Fahrtrichtung. Daher müssen Kurven möglichst langsam und in einem möglichst weiten Bogen gefahren werden, um den Stapler jederzeit kontrollieren zu können. Wer eine Kurve zu schnell und/oder zu eng nimmt, riskiert zudem, dass der Stapler kippt, was ein enormes Verletzungsrisiko für den Fahrer darstellt und immer wieder zu tödlich verlaufenden Unfällen führt.

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