Lesedauer: ca. 8 Minuten | Thema: Tragkraftberechnung, Lastverteilung, technische Auslegung
Die Berechnung der benötigten Tragkraft ist der wichtigste Schritt bei der Auswahl von Wälzwagen. Wer hier zu knapp kalkuliert, gefährdet Sicherheit und Ausrüstung. Wer deutlich überdimensioniert, verschwendet Budget. Dieser Artikel erklärt die technische Auslegung Schritt für Schritt.
Schritt 1: Gesamtgewicht der Last ermitteln
Ausgangspunkt ist das Gesamtgewicht der zu transportierenden Last – Maschine, Anbauteile, Betriebsmittel. Ist kein Gewicht bekannt, muss dieses vor Planungsbeginn gemessen oder berechnet werden.
Wichtig: Dynamische Lasten (Erschütterungen beim Transport, Anfahrkräfte, Windlasten) erhöhen die effektive Last. Diese sollten bei der Auslegung berücksichtigt werden.
Schritt 2: Anzahl der Auflagepunkte festlegen
Wälzwagen werden typischerweise in Gruppen von mindestens 3, in der Regel 4 oder mehr eingesetzt. Die Anzahl der Auflagepunkte beeinflusst die Last pro Skate.
Kritischer Punkt: Die 3-von-4-Regel
Bei vier Auflagepunkten auf nicht absolut ebenem Untergrund ist es physikalisch möglich, dass nur drei der vier Skates die Last vollständig tragen. Im Worst Case – leichtes Kippen der Last oder minimalster Bodenunebenheit – tragen sogar nur zwei diagonal gegenüberliegende Skates die Gesamtlast.
Daraus folgt die Börkey-Empfehlung: Die Wälzwagen müssen so ausgelegt werden, dass auch 2 Skates die Gesamtlast sicher tragen können.
Praxisbeispiel: Gesamtlast 20 Tonnen, 4 Auflagepunkte geplant. Auslegung: Jeder Skate muss mindestens 10 Tonnen (Gesamtlast / 2) tragen können. Empfohlen werden daher 4 Skates à 10 Tonnen Nenntraglast.
Schritt 3: Sicherheitsfaktor einplanen
Zusätzlich zur 3-von-4-Regel gilt: Die Nenntraglast des Wälzwagens sollte mindestens 30 % über der berechneten Maximallast pro Skate liegen.
Formel: Benötigte Nenntraglast = (Gesamtlast / 2) × 1,30
Für 20 Tonnen Gesamtlast: (20 / 2) × 1,30 = 13 Tonnen Nenntraglast pro Skate. Empfohlen: 4 Skates à mindestens 13 Tonnen Nenntraglast.
Schritt 4: Rollengröße und Modell wählen
Die benötigte Nenntraglast bestimmt die Rollengröße und das Modell. Börkey bietet Kettenrollengrößen von Ø 18 mm (kleine Traglasten) bis Ø 60 mm (sehr hohe Traglasten). Sonderausführungen mit mehreren parallelen Rollenketten (Twin Skate, ZAS-H/ZAM-H) verdoppeln die Tragfähigkeit auf gleicher Grundfläche.
Schritt 5: Zugkraft berechnen
Wenn bekannt ist, welche Wälzwagen-Größe eingesetzt wird, kann die erforderliche Zugkraft berechnet werden:
Formel: Zugkraft = Gesamtlast × Reibungskoeffizient
Reibungskoeffizienten nach Rollengröße:
- Größe I–IIIv (Ø 18–30 mm): Reibung ca. 5–7 %
- Größe IV–VI (Ø 42–60 mm): Reibung ca. 3–5 %
Beispiel: 20 Tonnen Gesamtlast auf Größe V-Skates (Reibung 4%): Zugkraft = 20 t × 0,04 = 0,8 Tonnen = 800 kg. Eine handelsübliche Kettenzuganlage oder ein kleiner Hydraulikzylinder ist ausreichend.
Schritt 6: Untergrund und Schienensystem berücksichtigen
Wälzwagen können nur auf Stahlschienen oder Stahlplatten eingesetzt werden. Der Untergrund (Betonboden, Stahlträger) muss die Linienlast aufnehmen können, die durch die Stahlschienen eingeleitet wird.
Als Richtwert gilt: Je kleiner die Rollengröße, desto höher die Hertzsche Pressung an der Kontaktlinie zwischen Kettenglied und Schiene. Für weichere Untergründe oder sehr hohe Lasten empfiehlt sich immer eine Schienenauslegung durch einen Ingenieur.
Schritt 7: Führungsrollen prüfen
Wenn die Transportstrecke seitliche Kräfte erzeugt (Kurven, Wind auf Offshore-Anwendungen, nicht parallele Schienen), müssen seitliche Führungsrollen ergänzend (-FR-A bis -FR-E) in die Auslegung einbezogen werden.
Empfehlung: Bei nicht 100% parallelen Schienen ein Festlager (mit Führungsrollen auf einer Seite) und ein Loslager (ohne Führungsrollen auf der anderen Seite) kombinieren. Das verhindert Klemmen der Last.
Zusammenfassung: Auslegungsformel in der Praxis
- Gesamtlast bestimmen
- Anzahl Skates festlegen (mindestens 3, empfohlen 4+)
- Nenntraglast pro Skate = (Gesamtlast / 2) × 1,30
- Passende Rollengröße und Modell auswählen
- Zugkraft = Gesamtlast × Reibungskoeffizient
- Untergrundtragfähigkeit und Führungssystem prüfen
Fazit
Die richtige Auslegung von Wälzwagen ist keine Raketenwissenschaft – aber sie erfordert das Verständnis einiger grundlegender Regeln. Die 3-von-4-Regel und der Sicherheitsfaktor von 30% sind dabei die wichtigsten Leitlinien, die in der Praxis oft unterschätzt werden.
Wenn Sie unsicher sind: Börkey bietet eine kostenlose technische Beratung und übernimmt auf Wunsch die komplette Auslegung für Ihr Projekt.
