Rollwiderstand und Anfahrkraft bei Transportwagen: Wie die Radauswahl über Ergonomie und Effizienz entscheidet

Anfahrwiderstand und Rollwiderstand: Zwei unterschiedliche Kräfte

In der betrieblichen Praxis werden Anfahr- und Rollwiderstand häufig gleichgesetzt, obwohl es sich um zwei unterschiedliche Größen handelt. Der Anfahrwiderstand beschreibt die Kraft, die erforderlich ist, um ein stehendes Rad in Bewegung zu setzen. Er liegt in der Regel deutlich über dem Rollwiderstand, weil das Rad unter Last eine Standmulde in den Belag eindrückt, aus der es zunächst herausgelöst werden muss. Der Rollwiderstand hingegen ist die Kraft, die ein bereits rollendes Rad in gleichmäßiger Bewegung hält. Er entsteht primär durch die Hysterese im Laufbelag: Das Material wird beim Abrollen permanent eingedrückt und wieder freigegeben, wobei Energie verloren geht.

Die Grundformel lautet: F_R = c_R × F_N. Dabei ist F_R die Rollwiderstandskraft in Newton, c_R der dimensionslose Rollwiderstandskoeffizient und F_N die Normalkraft (Gewichtskraft der Last auf dem Rad). Der Koeffizient c_R hängt von der Materialpaarung zwischen Rad und Boden, vom Raddurchmesser und von der Lagerbauart ab. In der Praxis wird er auf Prüfständen unter standardisierten Bedingungen gemessen.

Fünf Faktoren, die den Schubkraftbedarf bestimmen

Die Gesamtkraft zum Schieben eines Transportwagens ergibt sich aus dem Zusammenspiel mehrerer Einflussgrößen. Wer bei der Beschaffung nur auf die Tragfähigkeit achtet, riskiert höhere Krankenstände und geringere Umschlagleistung.

Radmaterial und Belagshärte

Die Materialhärte des Laufbelags hat den größten Einfluss auf den Rollwiderstand. Harte Materialien wie Polyamid verformen sich unter Last kaum und rollen mit minimalem Widerstand. Weiche Elastomere wie Vollgummi oder TPE federn stärker ein, was den Boden schont, aber die Schubkraft erhöht. Polyurethan-Beläge bieten einen Kompromiss aus niedrigem Rollwiderstand und guter Bodenschonung. Blickle hat vier eigene Polyurethantypen entwickelt, darunter Besthane, Extrathane, Softhane und Besthane Soft, die jeweils auf unterschiedliche Belastungsprofile abgestimmt sind.

Raddurchmesser

Ein größerer Raddurchmesser verringert den Rollwiderstand, weil das Rad Unebenheiten leichter überrollt und die Kontaktfläche im Verhältnis zum Radius kleiner wird. Faustregel: Eine Verdopplung des Durchmessers senkt den Rollwiderstand um 30 bis 40 Prozent. Gängige Industrieräder liegen zwischen 80 und 300 mm, im Schwerlastbereich bei 400 bis 600 mm.

Lagerbauart

Die Lagerung beeinflusst vor allem den Anfahrwiderstand. Blickle unterscheidet drei Grundtypen: Gleitlager sind robust, weisen aber die höchsten Reibwerte auf. Rollenlager reduzieren den Widerstand spürbar, während Kugellager die besten Anfahr- und Rolleigenschaften bieten. Ein Wagen, der häufig angehalten und wieder angeschoben wird (etwa beim Kommissionieren), profitiert von Kugellagern stärker als einer im Dauerlauf.

Bodenbeschaffenheit

Ein glatter Epoxidharzboden bietet völlig andere Bedingungen als rauer Beton im Außenlager oder Fliesen mit Fugen in der Lebensmittelproduktion. Die Grundregel: Harter Boden erfordert ein eher weiches Rad (Bodenschonung, Laufruhe), weicher oder rauer Boden dagegen ein härteres Rad (um Einsinken zu vermeiden).

Gesamtlast und Lastverteilung

Da der Rollwiderstand proportional zur Normalkraft steigt, wächst die erforderliche Schubkraft linear mit der Zuladung. Die Tragfähigkeitsformel für ein Rad lautet: T = (E + Z) / (n × S), wobei E das Eigengewicht des Wagens, Z die Zuladung, n die Anzahl der Räder und S den Sicherheitsfaktor darstellt. Blickle empfiehlt je nach Einsatzbedingung Faktoren zwischen 1,3 und 2,0.

Rechenbeispiel: Wie sich die Radwahl auf die Schubkraft auswirkt

Ein Plattformwagen mit 60 kg Eigengewicht und 500 kg Zuladung ergibt 560 kg Gesamtmasse auf vier Rädern. Die Normalkraft pro Rad beträgt rund 1.373 N.

Die Werte gelten für glatten Stahlboden mit Kugellagerung. Auf beschichtetem Industrieboden liegen sie 20 bis 40 Prozent höher, auf rauem Beton kann der Faktor zwei bis drei betragen. Zwischen Polyamid mit 200 mm Durchmesser und Standard-Vollgummi gleicher Größe liegt fast der Faktor vier bei der Schubkraft. Im Anfahrvorgang fallen die Unterschiede noch deutlicher aus: Der Anfahrwiderstand liegt materialabhängig um den Faktor 1,5 bis 3 über dem reinen Rollwiderstand.

Ergonomische Grenzwerte: Wann wird Schieben zur Gefährdung?

Die Lastenhandhabungsverordnung (LasthandhabV) verpflichtet Arbeitgeber, Gefährdungen durch manuelles Schieben und Ziehen zu beurteilen. Konkrete Grenzwerte enthält die Verordnung nicht, doch die BAuA stellt mit der Leitmerkmalmethode Ziehen und Schieben (LMM-ZS) ein Bewertungsinstrument bereit. Orientierungswerte liefert die ISO 11228-2: Sie empfiehlt für häufiges Anfahren eine maximale Anfangskraft von 200 N für Männer und 150 N für Frauen.

Ein Transportwagen, der mit Vollgummirollen auf rauem Beton über 200 N Schubkraft erfordert, stellt bei regelmäßiger Nutzung eine ergonomische Gefährdung dar. Die Umrüstung auf Polyurethanräder mit größerem Durchmesser und Kugellagerung kann diese Kraft auf unter 60 N senken, ohne dass der Wagen selbst ausgetauscht werden muss. Ein neuer Rollensatz kostet je nach Serie zwischen 80 und 400 Euro und amortisiert sich bereits bei einer eingesparten Krankheitswoche durch Muskel-Skelett-Beschwerden.

Radmaterialien im Vergleich: Vor- und Nachteile für den innerbetrieblichen Transport

Die Tabelle zeigt ein grundsätzliches Spannungsfeld: Materialien mit geringem Rollwiderstand bieten in der Regel weniger Bodenschonung und höhere Geräuschentwicklung. Für die meisten Anwendungen im innerbetrieblichen Transport stellt hartes Polyurethan (92 Shore A) den besten Kompromiss dar. Blickle Besthane zeichnet sich durch Hydrolysebeständigkeit und geringe Wärmebildung unter dynamischer Last aus, was die Serie für Geschwindigkeiten bis 16 km/h geeignet macht. Die weichere Softhane-Variante (75 Shore A) bietet zusätzliche Vibrationsdämpfung. Konkurrenzprodukte wie Torwegge EPUK und TENTE Linea decken ähnliche Felder ab, wobei die Anzahl der verfügbaren Durchmesser und Gehäusekombinationen je nach Hersteller variiert.

Herstellervergleich: Wer bietet was im deutschen Markt?

Der deutsche Markt für Industrieräder und -rollen wird von spezialisierten Herstellern dominiert, die jeweils eigene Materialentwicklungen und Prüfstandards mitbringen. Für den Einkäufer ist weniger die Marke entscheidend als die Frage, ob der Hersteller für die konkrete Anwendung die passende Kombination aus Belagsmaterial, Durchmesser, Lagerung und Gehäuse im Standardprogramm führt.

Blickle publiziert als einziger der genannten Hersteller zu jeder Radserie eine standardisierte Infobox mit Rollwiderstandsbewertung auf einer vergleichbaren Skala, was die Vorauswahl erleichtert. Wicke punktet im OEM-Bereich mit Elastic-Gummirädern bis 25 Tonnen Tragfähigkeit. TENTE ist stark im Medizin- und Hygienebereich vertreten, und Torwegge bietet neben dem Radprogramm auch Fördertechnik aus einer Hand.

Internationale Perspektive: Schubkraftbegrenzung nach japanischem Vorbild

In Japan hat das Thema Schubkraftbegrenzung eine längere Tradition als in Europa. Das Ministerium für Gesundheit, Arbeit und Soziales (MHLW) empfiehlt, dass Schub- und Zugkräfte 40 Prozent des Körpergewichts bei Männern und 24 Prozent bei Frauen nicht überschreiten sollen. Für eine Arbeitnehmerin mit 55 kg Körpergewicht ergibt das maximal rund 130 N, ein Wert, der mit Standardrollen auf Industrieboden schnell überschritten wird.

Toyota hat dieses Prinzip in der Motorenfertigung (Werk Kamigo) konsequent umgesetzt: Sämtliche Transportwagen werden nicht nur nach Tragfähigkeit, sondern explizit nach dem gemessenen Anfahrwiderstand unter realer Last spezifiziert. Dieses Vorgehen hat sich über die Automobilindustrie hinaus verbreitet und wird heute auch in europäischen Lean-Projekten als Referenz herangezogen. Für deutsche Betriebe lässt sich daraus ableiten, dass die Aufnahme des Anfahrwiderstands als Beschaffungskriterium eine wirkungsvolle und kostengünstige Ergonomiemaßnahme darstellt.

Vier Maßnahmen zur Senkung des Schubkraftbedarfs im Bestand

Die meisten vorhandenen Wagen lassen sich mit wenig Aufwand optimieren, ohne dass komplett neue Fahrzeuge angeschafft werden müssen.

Der wirksamste Ansatz ist der Austausch der Rollen. Wer Standardgummirollen (Gleitlager, 100 mm Durchmesser) durch Polyurethanrollen mit Kugellager und 150 oder 200 mm Durchmesser ersetzt, senkt den Schubkraftbedarf um 50 bis 70 Prozent. Der Materialeinsatz liegt bei 120 bis 300 Euro pro Wagen, der Umbau dauert unter 30 Minuten.

An zweiter Stelle steht die Bodenpflege. Risse, Absätze und Verschmutzungen im Hallenboden erhöhen den Rollwiderstand erheblich. Eine professionelle Beschichtung (Epoxidharz oder Polyurethan) kostet zwischen 15 und 35 Euro pro Quadratmeter und senkt den Rollwiderstand um 20 bis 40 Prozent. Drittens lohnt eine Routenoptimierung: Kurze Wege über glatte Böden verringern die kumulative Belastung über eine Schicht stärker als ein Rollentausch auf einer langen Strecke über schlechten Boden. Zusätzlich sollten Lager regelmäßig auf Verschmutzung und Trockenlauf geprüft werden, da verschmutzte Kugellager den Anfahrwiderstand um bis zu 50 Prozent erhöhen können.

Bei Wagen über 1.000 kg Gesamtgewicht ist zudem die Prüfung eines elektrischen Antriebssystems sinnvoll. Das Blickle ErgoMove 1000 reduziert die erforderliche Anschubkraft auf nahezu null und amortisiert sich nach Herstellerangaben bei täglichem Einsatz innerhalb von sechs bis zwölf Monaten.

Checkliste: Rollenwahl nach Schubkraft optimieren

Praxis-Checkliste für die rollwiderstandsoptimierte Beschaffung

☐ Gesamtgewicht des Wagens (Eigengewicht + maximale Zuladung) ermittelt
☐ Bodenart und Bodenzustand in allen befahrenen Bereichen dokumentiert
☐ Anforderungen an Bodenschonung und Geräuschpegel geklärt
☐ Lagerbauart festgelegt: Kugellager bei häufigem Anfahren, Rollenlager bei Dauerlauf
☐ Raddurchmesser so groß wie die verfügbare Bauhöhe erlaubt gewählt
☐ Radmaterial an Bodenpaarung angepasst (harter Boden → weicheres Rad, weicher Boden → härteres Rad)
☐ Tragfähigkeit pro Rolle mit Sicherheitsfaktor 1,3 bis 2,0 berechnet
☐ Anfahrwiderstand beim Hersteller angefragt oder im Datenblatt geprüft
☐ Chemische Beständigkeit und Temperaturbereich am Einsatzort geprüft
☐ Angebote von mindestens zwei Herstellern eingeholt
☐ Bei Wagen über 1.000 kg: elektrisches Antriebssystem geprüft (z. B. ErgoMove)
☐ Gefährdungsbeurteilung nach LasthandhabV für Schieben und Ziehen aktualisiert