Datenlogger Analyse von Stoss Schock Vibration beim Transport

Datenlogger: Analyse von Stoß, Schocks und Vibration bei Transporten

Datenlogger erfassen während Transporten vielfältige Umgebungsbedingungen, die zur Analyse herangezogen werden. Die Interpretation von Klimadaten wie Temperatur und Feuchtigkeit fällt nicht schwer, ein gewohntes Bild zeichnet sich für uns ab. Anders bei der Auswertung und Analyse von Schocks, Stößen oder Vibrationen, die sich mit teils verheerenden Folgen auf empfindliche Transportgüter auswirken können. Wie man solch unerwünschte Beschleunigungen analysieren und bewerten kann, erklären wir eingehender und verdeutlichen dies mit Beispielen der ASPION Schocksensoren.

Mechanisch-dynamische Belastungen beim Transport

Jedes Transportgut ist immer einer mechanisch-dynamischen Belastung ausgesetzt. Diese Belastungen resultieren aus der Bewegung des Verkehrsträgers beispielsweise einem LKW, einem Schiff oder einem Flugzeug und des Umschlags. Die dynamischen Belastungen beziehen sich auf ein x-faches der Erdbeschleunigung. Die Erdbeschleunigung ist eine physikalische Größe, die sich aus der Formel 9,81 (∼10) m/s² = 1 g ergibt. Abhängig von dem verwendeten Transportmittel können unterschiedlichste g-Kräfte auf das Transportgut einwirken. Diese Kräfte sind verantwortlich für das Verrutschen von Transportladungen, die Verformung von Packstücken, Beschädigungen beim Umladen oder das Losreißen ganzer Container auf Frachtschiffen.

Belastungen beim globalen Warenverkehr © ASPION

Die Grafik zeigt eine Übersicht von hauptsächlich dynamischen Belastungen verschiedener Verkehrsträger sowie beim Umschlag bei der Containerverschiffung (Werte in g).

Bewertung von Schocks: Welche Informationen sind wesentlich?

Wie können nun Schocks, Stöße oder Erschütterungen auf ein Transportgut bewertet werden? Hierzu ist einerseits die Höhe der Beschleunigung, andererseits die Dauer des Schocks ausschlaggebend. Ein Beispiel dazu: Ein LKW ist mit 50 km/h (~ 14 m/s) unterwegs und prallt gegen eine starre Wand. Durch den Aufprall kommt der LKW in 100 Millisekunden zum Stillstand, was einer (negativen) Beschleunigung von 140 m/s² oder 14 g entspricht. Als Beispiel für die Einstellung von Stoßaufzeichnungsgeräten zur ereignisgetriggerten Aufzeichnung werden laut DIN* beispielsweise für Schlaglöcher 10 g für die Dauer von 5 ms oder für einen Rangierstoß 10 g für die Dauer von 20 ms angegeben.

Datenlogger Analyse: Stoß ist nicht gleich Stoß

Die Protokollierung eines Schocks / Stoßes mit einem Beschleunigungs-Datenlogger wird oftmals als Vektorsumme und in der Ausprägung über drei Achsen mit Richtungsangabe angezeigt. Nachfolgend zwei Schocks - aufgezeichnet mit ASPION Datenloggern - mit folgenden Werten:

Schockaufzeichnung_beim_Transport_Beispiel_Screen1_ASPION

Wertet man die Beschleunigungen mit Vektorsumme und g-Werten der Achsen aus, erscheint Stoß 2 niedriger als Stoß 1. Bei dieser Betrachtung wird allerdings die wesentlichste Komponente noch außer Acht gelassen: Es geht um die Schockdauer, die auf das Objekt eingewirkt hat. Im Beispiel vom LKW waren dies 100 ms, bis der LKW zum Stehen kam. Mit den Schock-Details zeigen sich die möglichen Auswirkungen nun sehr konkret.

Datenlogger Analyse von Schock, Stoß, Vibration

Schockverlauf in Millisekunden geben Aufschluss

Betrachtet man in der Analyse jeden Schock für sich im Detailverlauf in Millisekunden - gezeigt mit der PC-Software ASPION G-Log Manager zum Betrieb der Schocksensoren - wird schnell klar: Die Dauer eines Schocks zeigt sich in dessen Verlauf in Millisekunden, während die Informationen zur maximalen Höhe der Beschleunigung auf den Achsen genau zu einem Zeitpunkt erfasst wird (rote Linie).

Datenlogger Analyse von Stoß, Schock bei Transporten

Bei Schock 1 handelt es sich um eine kurze Dauer: Die Beschleunigungen in z- und y-Achsen wirken über eine Dauer von weniger als 10 ms auf das Transportgut ein. Ein typischer Vorgang beispielsweise beim Absetzen einer Ladung. Eine ernsthafte Beschädigung ist hier eher nicht zu erwarten.

Datenlogger Analyse von Stoß, Schock bei Transporten

Bei Schock 2 dauert der Stoß über eine ganze Zeit an: Auf der z-Achse mit einer Beschleunigung von knapp 16 g und Dauer von etwa 60 ms, x- und y-Achse sind ebenfalls mit niedrigeren Werten involviert. Ein solcher Kurvenverlauf lässt mit großer Sicherheit Schäden am Transportgut entstehen.

Datenlogger Details analysieren: Vibrationen und mehr erkennen

Nicht nur eindeutige Indikationen für mögliche Schäden lassen sich an Kurvenverläufen erkennen, auch Vibrationen oder beispielsweise typische Luftlöcher beim Luftfrachttransport lassen sich direkt von den Schock-Details bei der Datenloggeranalyse ablesen.

Datenlogger Analyse von Vibration bei Transporten

Vibrationen folgen einer konstanten, wiederkehrenden Beschleunigung mit einer kurzen Dauer in einer Richtung: Ein typischer Vorgang beispielsweise beim Schieben oder Ziehen über eine Fläche. Dauern Vibrationen länger an, werden diese in mehreren Schocks erfasst. Bei extrem lang anhaltenden bzw. dauernd wiederkehrenden Vibrationen wie sie beispielsweise bei Bahntransporten herrschen, können sich Schrauben lösen oder unerwünschter Abrieb entstehen.

Datenlogger Analyse von Turbulenzen bei Luftfracht

Auch bei Luftfrachttransporten sind die Schock-Details aussagekräftig: Die in Richtung Erdanziehung gerichtete Achse zeigt eine länger dauernde Schockbelastung meist zwischen 4 und 6 g an. Typisches Kennzeichen für Luftlöcher bei Turbulenzen. Ob dies schädlich für das Transportgut ist, hängt selbstverständlich einerseits an der Verpackung, andererseits an der Empfindlichkeit des Transportguts. Minutenlang anhaltende Turbulenzen werden in mehreren aufeinanderfolgenden Schocks protokolliert. Die eher niedrigen, auf eine Achse wirkenden Beschleunigungen sind schnell nachvollziehbar.

Aussagekräftige Schock-Details mit ASPION Datenloggern

Damit die wichtigsten Transportereignisse mit Details analysiert werden können, verfügen alle ASPION Datenlogger über einen separaten Speicherbereich für Schock-Details. Ein intelligenter Algorithmus stellt sicher, dass der allererste Stoß sowie die weiteren 8 höchsten Schocks im gesamten Transportverlauf in dieser Detailgenauigkeit zur Analyse zur Verfügung stehen. Alle weiteren Stöße oder Erschütterungen protokollieren die Datenlogger zuverlässig im Ringspeicher mit ihrer jeweiligen Höhe und Richtung auf allen drei Achsen. Außerdem liefern weitere Daten wie beispielsweise die einfache Lagevisualisierung oder aufgezeichnete Klimawerte zusätzlich nützliche, verwertbare Informationen.

Übrigens: Informative Whitepaper zu Belastungen, Beschleunigungen, etc. finden Sie in unserem Kundenportal zum Download.

Gerne unterstützen wir Sie bei der Interpretation von Ihren Transportdaten! Mit unserer langjähriger Erfahrung in der Auswertung von Transportereignissen erhalten Sie wichtige und aufschlussreiche Einblicke in Ihre Transportverläufe und kritische Ereignisse. Sprechen Sie uns jederzeit direkt an.

*DIN EN 15433-6:2008-02 Transportbelastungen – Messen und Auswerten von mechanisch-dynamischen Belastungen – Teil 6: Transportüberwachung mit automatischen Aufzeichnungsgeräten zur Messung stochastisch auftretender Stöße