DLG e.V. - Prüfung von Kabinen für Traktoren, Baumaschinen und Nutzfahrzeuge

Kabinenprüfungen für Traktoren, Baumaschinen und Nutzfahrzeuge

Geprüfte Sicherheitskabinen sichern einen Überlebensfreiraum für den Fahrer.

Die Schwierigkeit bei der Konstruktion einer Kabine oder eines Überrollschutzes liegt darin, den richtigen Mittelweg bezüglich Energieaufnahmevermögen und Steifigkeit zu finden. Im Falle eines Um- oder Überschlags muss der Überrollschutz sowohl seitliche Belastungen in Längs- und Querrichtungen als auch vertikale Druckbelastungen aufnehmen und aushalten.

Mit rund 200 Sicherheitsprüfungen an Kabinen im Jahr stellt das DLG-Testzentrum sicher, dass Fahrer von Traktoren und Baumaschinen, aber auch Lkw im Fall eines Unfalls bestmöglich geschützt sind. Der Gesetzgeber schreibt vor, die Stabilität der sogenannten Sicherheitszelle, das heißt der Struktur, die dem Fahrer im Fall der Fälle einen Überlebensraum zur Verfügung stellt, ist für Traktoren, Baumaschinen und Nutzfahrzeuge zu prüfen. In allen Fällen wird die Prüfung in Bezug auf Überschlagunfälle (ROPS – roll over protective structure) sowie teilweise in Bezug auf den Schutz vor herabfallenden Gegenständen (FOPS – falling object protective structure) und auf weitere Kriterien durchgeführt.

Im Unterschied zur Prüfung von Traktoren- und Baumaschinenkabinen, die „statisch“ durchgeführt wird, werden Kabinen für Nutzfahrzeuge, wie Lkw-Kabinen, „dynamisch“ geprüft. Das heißt, die Energie wird schlagartig durch einen Pendelschlag ins System eingebracht. Bei einer statischen Prüfung wird die notwendige Energie mittels eines Hydraulikzylinders langsam in die Sicherheitsstruktur eingebracht.

Das DLG-Testzentrum ist für die genannten Prüfungen von Sicherheitszellen beim KBA in Flensburg als Prüflabor benannt.

Prüfung von Kabinen für Traktoren und Baumaschinen

ROPS-Prüfung bei Baumaschinenkabinen - Zug in Längsrichtung

FOPS-Prüfung

Prüfung von Kabinenscheiben

Prüfung von Sitzgurten inkl. Verankerungspunkten

Für Umsturzschutzvorrichtungen hat fast jede Maschinengattung ihre speziellen Vorschriften. Bei Ackerschleppern gelten EU-weit die Regelungen der VO (EU) 1322/2014 und ähnliche Vorschriften. Baumaschinen werden durch die Maschinenrichtlinie (Richtline 2006/42/EG) und EN-Normen wie zum Beispiel die EN 474 geregelt. Diese Normen verweisen für die praktische Prüfungsdurchführung bezüglich der Mindestanforderungen für den Überrollschutzaufbau bzw. den Aufbau zum Schutz vor herabfallenden Gegenständen u.a. auf die ISO-Normen 3471 und 3449. Als Ergebnis der offiziellen Prüfungen wird den Kabinen das Prädikat „Sicherheitskabine“ zuerkannt.

Egal nach welcher Vorschrift eine Kabine getestet wurde, im Endergebnis ist jede erfolgreich geprüfte Kabine eine Sicherheitskabine jeweils bezogen auf den speziellen Einsatz.

Der Überroll-Schutzaufbau muss dabei für Traktoren so ausgelegt sein, dass bei einem einmaligen Überschlag der Überlebensfreiraum des auf dem Sitz angegurteten Fahrers nicht eingeschränkt wird. Für die Berechnung der aufzunehmenden Energie wird dabei für Traktoren in der Landwirtschaft das Leergewicht, plus eines Sicherheitszuschlags, der ein Verhältnis von Leergewicht zu zulässigem Gesamtgewicht ist, des Traktors zugrunde gelegt.

Schwere Baumaschinen sind in der Regel komplett ausgerüstet und es werden nicht, wie bei den Ackerschleppern, zusätzliche Anbaugeräte gekoppelt. Das ist gerade der Vorteil des Ackerschleppers, der als universelle Antriebsmaschine für alle Arbeiten auf dem landwirtschaftlichen Betrieb und darüber hinaus auch für verwandte Arbeiten, zur Verfügung steht. Richtigerweise gelten für diese Maschinen andere Vorschriften. Hier geht das zulässige Gesamtgewicht als Grundlage für die minimal aufzubringenden Kräfte und dabei aufzunehmende Energie in die Berechnung ein, die im Fall eines Überschlags von der Schutzstruktur aufzunehmen sind.

Bei Abschluss aller Prüfungsteile einer Prüfung, darf sich die Schutzstruktur, sprich das Fahrerhaus, nur um einen bestimmten Wert deformiert haben, damit der Überlebensraum erhalten bleibt. Dies ist immer eine Herausforderung da alle geforderten Prüfungsteile an ein und derselben Kabine durchgerührt werden müssen und während der Prüfung keine Reparaturen zulässig sind.

Das DLG-Testzentrum ist mit seinen beiden Prüfständen in der Lage, Zulassungsprüfungen von Sicherheitskabinen für Traktoren und Baumaschinen bis zu einem zulässigen Gesamtgewicht bzw. Leergewicht von ca. 100 Tonnen durchzuführen. In Kräften ausgedrückt sind dies 1500 kN horizontal und 2000 kN vertikal die wir auf eine Struktur wirken lassen können.

Prüfung von Lkw-Kabinen

Simulation eines Frontalaufpralls mit plattenförmigem Schlagpendel (Prüfung A)

Überprüfung der Festigkeit der A-Säulen durch Schlagpendelprüfung mit einem Rohr (Prüfung B)

Mit einem neuen Prüfstand können jetzt auch Lkw-Kabinen dynamisch, also mit Pendelschlag nach Prüfnorm, Regelung ECE-R29/03 geprüft werden. Diese neue Regelung ist gültig ab 30.1.2017 und gilt für Nutzfahrzeuge, d.h. LKW und Lieferwagen der Fahrzeugklasse N1, N2 und N3.

Dass europäische Lkw üblicherweise keine lange Fronthaube besitzen, stellt die Hersteller von Nutzfahrzeugkabinen dabei vor besondere, zusätzliche Herausforderungen. Bauartbedingt dürfen somit keine allzu starken Verformungen am Fahrerhaus auftreten oder gar in die Struktur eindringen. Die hohe Energie, die im Fall eines Aufpralls auf das Fahrerhaus einwirkt, muss auf sehr kurzem Weg in Deformationsarbeit umgewandelt werden. Beim Unfall wirken hohe Kräfte auf die Sicherheitsstruktur und auf die Fahrerhauslagerung. Diese ist so ausgelegt, dass sie durch Ausweichen nach hinten ebenfalls zum Erhalt eines Überlebensraums für den Fahrer beitragen.

Nach neuer Regelung der Prüfnorm ECE-R29/03, die einen Überschlagunfall simuliert, ist ab Januar 2017 die Strukturfestigkeit eines Lkw-Fahrerhauses über vier Prüfungen mit verschieden ausgeführten Schlagpendeln zu überprüfen:

  1. Prüfung A:
    Simulation eines Frontalaufpralls mit plattenförmigem Schlagpendel
  2. Prüfung B:
    Überprüfung der Festigkeit der A-Säulen durch Schlagpendelprüfung mit einem Rohr
  3. Prüfung C:
    Simulation der Festigkeit des Daches mittels eines Seitenaufpralls mit plattenförmigem Schlagpendel und dem anschließenden Aufbringen einer Dachlast von maximal 10 t

Bei Abschluss aller Prüfungen darf sich auch hier das Fahrerhaus nur um einen bestimmten Wert deformiert haben, damit der Überlebensraum erhalten bleibt.

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Thilo Keunecke

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Bereiche:
Kabinen und Komponenten von Baumaschinen, Traktoren, Nutzfahrzeugen

Maik Dubielski

m.dubielski(at)DLG.org
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