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Jeder Führer eines Flurförderzeuges muss die Traglast und die Tragfähigkeit seines Staplers oder Hubwagens genau kennen. Im Lager oder während des mobilen Einsatzes müssen Verräumtätigkeiten schnell, präzise und sicher ausgeführt werden: Da die zu bewegenden Waren in Form, Grösse und Gewicht variieren, ist die Situationen bei jedem Arbeitsschritt neu zu bewerten, denn sobald Lasten angeheben und transportiert werden, entstehen unterschiedliche Kräfte.

Unterscheidung zwischen Nenntragfähigkeit und der tatsächlichen Tragfähigkeit

Beim Betrieb von Staplern oder Hubwagen muss zunächst zwischen Nenntragfähigkeit und der tatsächlichen Tragfähigkeit (auch: wirkliche oder Resttragfähigkeit) unterschieden werden. Umgangssprachlich wird die Nenntragfähigkeit auch als Traglast eines Flurförderzeuges bezeichnet. Der in diesem Zusammenhang auch häufig genutzte Begriff „Tragkraft“ ist jedoch falsch.

Die tatsächliche Tragfähigkeit und die Nenntragfähigkeit hängen voneinander ab und müssen deshalb immer zusammen betrachtet werden:

  • Die Nenntragfähigkeit bezeichnet die Belastungshöchstgrenze eines Staplers oder Hubwagens bzw. dessen lastaufnehmende Elemente, wie zum Beispiel Gabelzeuge oder Winkelelemente, aber auch Felgen und Reifen. Sie wird in Kilogramm bemessen und ist an das Eigengewicht des Flurförderzeugs  gebunden. Dynamische Kräfte werden nicht beachtet.
  • Mit der tatsächlichen Tragfähigkeit ergibt sich die richtige Dimensionierung des Flurförderzeugs oder der zu transportierenden Güter. Die Resttragfähigkeit wird nicht für Niederhubwagen oder Schlepper angewendet. Bei Niederhubwagen wird die Begrifflichkeit der Nennlast und bei Schleppern der Zugkraft und Anhängelast gebraucht.

Der Lastschwerpunkt – sicheres Heben und Bewegen von Lasten

Soll mit dem Stapler oder Hubwagen eine gleichmässig gewichtete Last bewegt werden, befindet sich der Schwerpunkt (S) dieser in der Mitte – vorausgesetzt, die zu transportierende Ladung ist würfel-, quader- oder zylinderförmig.

Schematische Darstellung des Lastschwerpunkts.

Der Mechanismus zwischen der zu bewegenden Last und dem Stapler oder Hubwagen entspricht dem Verhalten einer Wippe:

  • Die Tragfähigkeit ist dabei vom Lastschwerpunkt (S) abhängig: Je länger, höher und breiter eine Last ist, desto mehr beeinflusst diese den Schwerpunkt eines Staplers oder Hubwagens.

Die Tragfähigkeit nimmt mit zunehmender Hubhöhe und Lastschwerpunktabstand ab.

Schematische Darstellung des Lastmoments.

Nimmt ein Stapler oder Hubwagen eine Last auf, kann das Flurfördergerät theoretisch am Drehpunkt (D) seiner Lastachse umkippen. Hier wirkt das Lastmoment. Dieses setzt sich zusammen aus der Last (kg) samt dem Lastschwerpunktabstand (mm) sowie dem Mass der Gerätekonstante von der Mitte der Lastachse bis zur Vorderkante des Gabelrückens.

Auf der Gegenseite des Drehpunktes wirkt die Kraft des grösseren Eigengewichts (kg) von Stapler oder Hubwagen entgegen. In Verbindung mit dem Radstand, also der Länge des Kraftarms (mm), bildet alles das sogenannte Kontermoment.

Dieses physikalische Verhalten kann in den Formeln nach dem Hebelgesetz wiedergegeben werden:

  • Lastmoment (M) = Last (Q) x Lastarm (c + x)
  • Kontermoment (M) = Kraft (F) x Länge des Kraftarms (h)
Schematische Darstellung des Hebelgesetzes anhand eines Staplers mit Last.
  • Lastschwerpunktabstand (c) = horizontaler Abstand des Lastschwerpunktes zur Hubeinrichtung
  • Lastabstand (x) = Mass von der Mitte der Vorderachse zur Hubeinrichtung (z.B. dem Gabelrücken)
  • Lastschwerpunkt (LP) = Länge der zu bewegenden Last / 2                                         

Muss der Lastschwerpunktabstand vergrössert werden, verringert sich automatisch die tatsächliche Tragfähigkeit des Staplers oder Hubwagens. Solche Situationen können beispielsweise aufgrund einer ungünstigen Paletten-Position im LKW entstehen, auch wenn die Paletten-Last selbst gleichbleibt. In so einem Fall kann das Flurförderzeug möglichweise kippen, obwohl vorher dieselben Lasten problemlos entladen wurden. Die verbleibende Resttragfähigkeit von Stapler oder Hubwagen reicht nicht mehr aus:

Schematische Darstellung des Lastschwerpunkts anhand eines Staplers mit horizontaler und vertikaler Lastaufnahme.

Bei ungleichmässigen Lasten ist es unerlässlich, dass immer die schwerere Seite zum Gabelrücken hin aufgenommen wird. Auf diese Weise ist der Lastschwerpunktabstand am geringsten. Es sollte ebenfalls darauf geachtet werden, dass die Last immer direkt am Gabelrücken anliegt, bevor sie transportiert wird.

Der genormte Lastschwerpunktabstand für Gabelstapler mit einer Nenntragfähigkeit bis zu 10.000 kg setzt sich wie folgt zusammen:

  • bis 1.000 kg Last:                     400 mm
  • 1.001 bis 5.000 kg Last:         500 mm
  • 5.001 bis 10.000 kg Last:      600 mm

Der Lastschwerpunkt bei unterschiedlichen Flurförderzeugen

Stapler und Hubwagen werden in drei verschiedene Flurförderzeug-Gruppen unterschieden. Diese beziehen sich auf die Relation zwischen der Radbasis und der Lage des Lastschwerpunktes:

GruppeMerkmaleBeispiel Flurförderzeug
Freitragende Flurförderzeuge– Lastschwerpunkt liegt ausserhalb der Radbasis
– Gegengewicht oder Heckgewicht für Standsicherheit notwendig, zum Beispiel Batterie bei Elektroantrieb
– besitzen die grösste Nenntragfähigkeit aufgrund des Gegengewichts
Gabelstapler
Radunterstützende Flurförderzeuge– Lastschwerpunkt liegt innerhalb der Radbasis
– kein Gegengewicht für Standsicherheit notwendig
Hubwagen
Freitragende sowie radunterstützende Flurförderzeuge– Lastschwerpunkt liegt ausserhalb als auch innerhalb der Radbasis
– Lastaufnahme erfolgt mit ausgefahrenem Lastarm
– Lasttransport erfolgt mit eingefahrenem Lastarm
– kein Gegengewicht für Standsicherheit notwendig
Schubmaststapler

Berechnung der Resttragfähigkeit im Last-Schwerpunkt-Diagramm

Einen entscheidenden Einfluss auf die Tragfähigkeit von Gabelstaplern und Hochhubwagen hat die Hubhöhe. So sind die Norm-Hubhöhen in den EG-Richtlinien 86/663 EWG festgelegt, bis zu denen ein Stapler oder Hubwagen die Nennlast heben können muss, ohne dass die Standsicherheit beeinträchtigt wird:

  • Hubhöhe = 2500 mm für Hochhubwagen sowie Gabelhochhubwagen mit maximaler Breite über den Gabelzinken oder Plattform von 690 mm
  • Hubhöhe = 3300 mm für Stapler allgemein

An jedem Flurförderzeug mit Hubgerüst vor der Vorderachse oder an Hub-Anbaugeräten befindet sich ein Schild mit einem Traglast- bzw. Last-Schwerpunkt-Diagramm – in der Regel im Blickfeld des Bedieners und nahe des Typenschilds. Hier lesen Sie den Lastschwerpunkt und die Resttragfähigkeit ab, um bei Verladearbeiten die Hebelwirkung richtig einschätzen zu können. Im Diagramm wird von einem Stapler oder Hochhubwagen mit serienmässiger Gabel ausgegangen, dessen Lastschwerpunkt in der Mitte des Flurförderzeugs liegt. Auf dem Traglastdiagramm können Sie die Formel für die maximale Nenntragfähigkeit ablesen:

  • Lastgewicht (kg) und genormter Lastschwerpunktabstand zum Gabelrücken (mm) – unter Berücksichtigung der Norm-Hubhöhe (mm)

In der Praxis weicht die maximale Traglast des beladenen Flurförderzeugs (also inklusive der aufgenommenen Lasten) häufig von der Nenntragfähigkeit ab; dann spricht man von der Resttragfähigkeit: Die Resttragfähigkeit ist die verbleibende Tragfähigkeit aufgrund von Tragfähigkeitseinschränkungen gegenüber der Nenntragfähigkeit. Die Nenntragfähigkeit wird bei definiertem Hub und festgelegtem Lastschwerpunktabstand bestimmt. Ein grösserer Lastschwerpunktabstand führt jedoch zu einer Einschränkung der Nenntragfähigkeit. Beim Einsatz von Anbaugeräten ändert sich in der Regel auch der Lastschwerpunktabstand, zusätzlich reduziert das Gewicht des Anbaugerätes die Nenntragfähigkeit. Tragfähigkeitseinschränkungen ergeben sich aber auch bei grossen Hubhöhen aufgrund der Biegung des Hubgerüstes bzw.  des daraus resultierenden grösseren Lasthebelarmes.

 Mit einem Blick auf das Traglastdiagramm können Sie schnell feststellen, bis auf welche Höhe ein bestimmtes Transportgut sicher angehoben werden kann. Die Tragfähigkeit eines Staplers ist dabei von seinem Eigengewicht abhängig: Je schwerer ein Fahrzeug, desto tragfähiger ist es. Ausnahmen können aufgrund folgender Punkte entstehen:

  • andersgenormte Hubhöhe
  • Sonderform des Hubgerüstes
  • andersgenormter Lastschwerpunkt
  • abnehmbare Anbaugeräte

Für die Praxis: Traglastdiagramm richtig lesen

Um Arbeitsunfälle sowie die Beschädigung von Transportgut oder -fahrzeug zu verhindern, ist es im Arbeitsalltag von grösster Bedeutung, dass Sie das Traglastdiagramm am Stapler oder Hochhubwagen richtig lesen und interpretieren. Üblicherweise hat das Diagramm drei Achsen: Rechts finden Sie die möglichen Traglasten aufsteigend in Kilogramm angegeben und auf der linken Seite die Angaben zur Hubhöhe in Millimetern. Die untere Achse zeigt von links nach rechts ansteigend die zugelassenen Lastschwerpunktabstände an.

Die Grafik zeigt ein Traglastdiagramm für Flurförderzeuge, dessen Nenntragfähigkeit sich in Abhängigkeit der Hubhöhe ändert.

Aufgrund dieser Dreiteilung ist es möglich, mit zwei bekannten Grössen jeweils die dritte zu ermitteln. So können Sie zum Beispiel herausfinden, bis auf welche Höhe ein Transportgut sicher angehoben werden kann, wenn Sie dessen Gewicht und Lastschwerpunkt kennen. Doch genauso gut können Sie auch ausgehend von einer bestimmten Regalhöhe die maximale Resttragfähigkeit eines Flurförderzeugs oder den geeigneten Lastschwerpunkt ablesen.

Den Wert dazu ermitteln Sie ganze einfach: Suchen Sie die Stelle, an der sich die Werte für Traglast und Lastschwerpunkt im Koordinatensystem treffen und folgen Sie der schräg abfallenden Linie, um die zugelassene Hubhöhe abzulesen. Gleichzeitig können Sie auch ablesen, mit welcher Last Sie das Flurförderzeug bei einem bestimmten Lastschwerpunkt und der benötigten Hubhöhe maximal belasten dürfen.

Für Flurförderzeuge, dessen Nenntragfähigkeit sich nicht mit der Hubhöhe ändert, sondern ausschliesslich in Abhängigkeit vom Lastschwerpunktabstand zu betrachten ist, wird dieses vereinfachte Traglastdiagramm angewendet:

Die Grafik zeigt ein Traglastdiagramm für Flurförderzeuge, dessen Nenntragfähigkeit sich nur in Abhängigkeit vom Lastschwerpunkt ändert.

Wenn Sie ein Traglastdiagramm lesen, müssen Sie immer im Hinterkopf behalten, dass die Angaben nur für den Einsatz unter normalen Lagerbedingungen gelten: Unebene Böden, ungleichmässig beladene Paletten oder ein Verfahren der angehobenen Ladung wirken sich deutlich auf die Tragfähigkeit und die Transportsicherheit eines Flurförderzeugs aus, sodass die Traglast für diese Ausnahmesituationen gesondert berechnet werden muss.

Anwendungsbeispiel

An folgendem Beispiel zeigen wir Ihnen, wie Sie das Traglastdiagramm in der Praxis anwenden. Dazu werden als Beispiellast palettierte Karton gleicher Grösse und gleichen Gewichts angenommen:

  • Höhe der Last: 800 mm
  • Länge der Last: 1150 mm
  • Abstände zwischen Lastschwerpunkt und Lastaufnahmemittel: 400 mm vertikal, 575 mm horizontal
Die Grafik zeigt ein Traglastdiagramm mit verschiedenen Beispielwerten.

Beachten Sie:

  • bei Lasten mit gleichmässiger Gewichtsverteilung liegt der Lastschwerpunkt im geometrischen Volumenmittelpunkt
  • bei rechteckigen Lasten mit gleichmässiger Gewichtsverteilung über das gesamte Volumen liegt der Lastschwerpunkt in der Mitte auf halber Länge, halber Höhe und halber Breite der Last
Die Grafik zeigt ein spezifisches Traglastdiagramm, in dem beispielhaft Werte eingetragen sind.

Anbaugeräte von Staplern und Hubwagen

Müssen beim Verladen sogenannte Anbaugeräte am Flurförderzeug befestigt werden, verändert sich durch das erhöhte Eigengewicht sowie den Lastschwerpunktabstand die Nenntragfähigkeit. Beispielsweise ist die Resttragfähigkeit bereits ohne Lastaufnahme herabgesetzt, wenn eine Gabelverlängerung angewendet wird. Werden weitere Zubehörteile wie Arbeitsbühnen, Kippbehälter oder Kranausleger benutzt, verringert sich die wirkliche Tragfähigkeit beträchtlich.

Ist ein Stapler oder Hubwagen bereits mit abnehmbaren Anbaugeräten von Seiten des Herstellers ausgestattet, so müssen diese Teile eindeutige Kennzeichnungen zur jeweiligen Tragfähigkeit bzgl. Höhe und Lastschwerpunktabstand besitzen.

Bildquellen:
© Jungheinrich AG, ©Getty Images – TommL