Wie leicht lässt sich ein Hubtisch schieben?

Welche Kraft benötigen Sie?
Welche Kraft benötigen Sie?

Neben stationären Hubtischen stellen wir auch fahrbare Scherenhubtische her. Gerade wenn diese manuell bewegt werden sollen, stellt sich für den Endanwender häufig die Frage: Wie leicht lässt sich dieser Hubtisch schieben? Mit dem nachfolgenden Text versuchen wir die Antwort zu liefern.

Rollreibung

Mit "rollen" meint ein Techniker, dass ein Rad über eine Fläche abrollt ohne dass gleichzeitig eine Gleitbewegung stattfindet. Die notwendige Kraft zum Rollen wir durch die Rollreibung bestimmt. Wie hoch die Rollreibung ist, hängt dabei maßgeblich von den folgenden zwei Größen ab:

  • der zu bewegenden Masse (wie das Eigengewicht des Hubtisches und die zu transportierende Last) und 
  • der Werkstoffpaarung (z. B. Polyamidrad mit Hallenboden aus Beton).

Während bei anderen Reibungsarten vor allem die Rauheiten der Werkstoffoberflächen für den Reibungswiderstand ausschlaggebend sind, stellt bei der Rollreibung vor allem die Werkstoffpaarung selber den Haupteinflussfaktor dar. Denn der größte Teil der zu erbringenden Kraft muss beim Rollen eingesetzt werden, um die Walkarbeit des Rades zu überwinden. Gut veranschaulichen lässt sich dies, wenn Sie den Kraftaufwand beim Rennradfahren mit dem Kraftaufwand bei einer normalen Fahrradfahrt vergleichen: Der Luftdruck innerhalb eines Rennradreifens ist wesentlich höher als der innerhalb eines einfachen Fahrradreifens. Dieser hohe Luftdruck führt zu einem geringeren Eindrücken des Laufrades bei Straßenkontakt. Die Walkarbeit, die durch das Verformen des Rades zu leisten ist, ist somit geringer. Dadurch können mit dem Rennrad leichter höhere Geschwindigkeiten erreichen

Um die Walkarbeit möglichst gering zu halten, setzen wir größtenteils auf Räder aus Polyamid. Gegenüber Gummireifen verfügen sie über eine wesentlich geringere Rollreibungszahl. Noch einfacher verschieben läßt sich nur ein Scherenhubtisch mit Stahlrädern auf Führungsschienen.

Unser Praxisbeispiel

Hubtisch mit Handpumpe
Hubtisch mit Handpumpe

Nach den theoretischen Überlegungen, wollen wir uns nun endlich der Praxis widmen. Als Beispiel soll ein von uns bereits ausgelieferter Scherenhubtisch dienen. Die wichtigsten Kennzahlen dieses Hubtisches sind:

  • Nutzlast = 2.000 kg
  • Nutzhub = 800 mm
  • Plattformabmessungen =
    1.250 mm x 830 mm
  • Eigengewicht = 300 kg
  • Verwendete Laufräder =
    kugelgelagerte Polyamidräder
  • Raddurchmesser = 150 mm

Da wir in der Fachliteratur keine Rollreibungszahl für die Werkstoffpaarung "Polyamid-Beton" finden konnten, müssen wir für unser Beispiel ersatzweise die Paarung "Gummi-Beton" verwenden. Wie bereits im ersten Abschnitt geschildert, ist der Kraftaufwand bei Polyamidrädern geringer als bei Gummireifen, so dass wir als Ergebnis eine zu hohe Kraft erhalten.

Berechnung Rollwiderstand

Dieses Ergebnis zeigt, dass das eigentliche Schieben dieses Hubtisches auch mit 2.000kg Zuladung unproblematisch ist. Das Hauptproblem bei diesen Scherenhubtischen ist allerdings nicht die Kraft, welche zum Schieben benötigt wird, sondern die Kraft zum Beschleunigung der Gesamtmasse. Nehmen wir an, dass wir den Scherenhubtisch mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 1 m/s schieben möchten (dies entspricht ungefähr 3,5 km/h), diese Geschwindigkeit möchten wir nach 10 Sekunden erreichen.

Berechnung der Beschleunigungskraft

Die Berechnung zeigt, dass anfänglich eine Schubkraft von 230 N notwendig ist. Möchte man den Scherenhubtisch schneller beschleunigen, ist der Kraftaufwand entsprechend größer.

Die Berufsgenossenschaft geht davon aus, dass 95 % aller Männer eine maximale Schubkraft von 300 N aufbringen können. Eine maximale Schubkraft von 600 N können hingegen nur noch von 30 % der Männer bewältigt werden (Verweis auf die BG). Bei länger andauernden Arbeiten sollte die Schubkraft 15 % der Maximalkraft betragen (d. h. zwischen 45 und 90 N) liegen. Vergleicht man dies mit unseren Berechnungsergebnissen, wird deutlich, dass unser Scherenhubtisch von einem Mann beschleunigt und geschoben werden kann. Bei größeren Hubtischen oder schweren Nutzlasten sind allerdings zwei Personen erforderlich.

Rechenbeispiel vs. Praxis

Wie unser obiges Beispiel zeigt, können auch unsere stabilen Scherenhubtische verhältnismäßig leicht geschoben werden, zumindest in der Theorie. In der Praxis können sich die tatsächlich auftretenden Kräfte wesentlich erhöhen, wenn beispielsweise kleine Steine im Weg liegen.