Je weiter die Last von der Drehachse des Krans entfernt hängt, desto größer ist die Ausladung und desto stärker wirkt das Lastmoment auf den Kran.
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Definition
Die Ausladung bezeichnet bei einem Kran den waagerechten Abstand zwischen der Drehachse des Krans und der senkrechten Wirkungslinie der Last.
Vereinfacht gesagt: Die Ausladung gibt an, wie weit die Last seitlich vom Mittelpunkt des Krans entfernt hängt.
Sie wird in Metern angegeben und gehört zu den wichtigsten Größen bei der Planung und Durchführung eines Kranhubes. Denn ein Kran kann eine bestimmte Last nicht in jeder Entfernung gleich schwer heben. Je größer die Ausladung wird, desto geringer ist in der Regel die zulässige Traglast.
Wie wird die Ausladung gemessen?
Bei einem Mobil- oder Raupenkran wird die Ausladung grundsätzlich von der Drehachse des Oberwagens bis zu der gedachten senkrechten Linie gemessen, an der die Last hängt.
Entscheidend ist dabei nicht, wo sich die Spitze des Auslegers befindet. Maßgeblich ist die senkrechte Wirkungslinie durch den Lasthaken beziehungsweise durch den Lastschwerpunkt.
Befindet sich der Haken beispielsweise zehn Meter seitlich von der Drehachse des Krans entfernt, beträgt die Ausladung ungefähr zehn Meter. Das gilt unabhängig davon, ob der Haken dicht über dem Boden oder viele Meter hoch in der Luft hängt.
Die Ausladung ist deshalb eine waagerechte und keine senkrechte Entfernung.
Ausladung und Auslegerlänge sind nicht dasselbe
Die Ausladung wird häufig mit der Länge des Auslegers verwechselt. Beide Größen hängen zwar zusammen, bezeichnen aber nicht dasselbe.
Die Auslegerlänge beschreibt die tatsächliche Länge des Hauptauslegers oder einer angebauten Spitze. Die Ausladung beschreibt dagegen den waagerechten Abstand zwischen dem Kran und der Last.
Ein langer Ausleger kann steil aufgerichtet sein. Dann erreicht der Kran zwar eine große Hubhöhe, die Ausladung bleibt jedoch vergleichsweise klein. Wird derselbe Ausleger weiter abgesenkt, vergrößert sich die Ausladung, obwohl seine Länge unverändert bleibt.
Damit bestimmen vor allem drei Größen die geometrische Situation:
- die Länge des Auslegers,
- der Winkel des Auslegers,
- die Position des Hakens beziehungsweise der Last.
Hubhöhe und Ausladung müssen daher bei der Einsatzplanung immer gemeinsam betrachtet werden.
Warum beeinflusst die Ausladung die Tragfähigkeit?
Eine Last zieht den Kran nicht nur nach unten. Durch ihren Abstand zur Drehachse erzeugt sie zugleich eine kippende Wirkung.
Diese Wirkung wird vereinfacht durch das Lastmoment beschrieben:
Lastmoment = Last × Ausladung
Eine Last von zehn Tonnen bei fünf Metern Ausladung erzeugt rechnerisch ein Lastmoment von 50 Tonnenmetern. Hängt dieselbe Last zehn Meter von der Drehachse entfernt, beträgt das Lastmoment bereits 100 Tonnenmeter.
Obwohl das Gewicht der Last unverändert bleibt, verdoppelt sich durch die größere Ausladung ihre kippende Wirkung auf den Kran.
Das erklärt, warum ein Kran eine schwere Last möglicherweise in unmittelbarer Nähe aufnehmen kann, sie aber nicht bis zu einem weiter entfernten Zielpunkt transportieren darf.
Die einfache Multiplikation dient nur dem grundsätzlichen Verständnis. Für die tatsächliche Tragfähigkeit eines Krans sind zusätzlich unter anderem der Rüstzustand, die Auslegerkonfiguration, das Gegengewicht, die Abstützung, die Arbeitsrichtung und die Herstellervorgaben maßgeblich.
Die größte Ausladung muss beherrscht werden
Bei der Planung eines Kranhubes genügt es nicht, nur die Ausladung am Aufnahmeort der Last zu betrachten.
Entscheidend ist die größte Ausladung, die während des gesamten Hubvorgangs erreicht wird.
Eine Last kann beispielsweise dicht neben dem Kran aufgenommen werden. Beim Schwenken über ein Gebäude, eine Anlage oder eine Baugrube entfernt sie sich jedoch weiter von der Drehachse. An diesem Punkt steigt das Lastmoment, während die zulässige Tragfähigkeit des Krans sinkt.
Der kritischste Punkt eines Hubes liegt deshalb häufig nicht beim Anheben der Last, sondern auf dem weiteren Weg oder am vorgesehenen Ablageort.
Zur Einsatzplanung gehören daher mindestens:
- die Ausladung bei der Lastaufnahme,
- die Ausladung während des Schwenkvorgangs,
- die maximale Ausladung auf dem Lastweg,
- die Ausladung am Ablageort,
- die erforderliche Hubhöhe an jedem kritischen Punkt.
Die Traglasttabelle entscheidet
Welche Last ein Kran bei einer bestimmten Ausladung tatsächlich heben darf, ergibt sich aus der zum jeweiligen Kran und Rüstzustand gehörenden Traglasttabelle.
In ihr wird unter anderem festgelegt, welche Tragfähigkeit bei einer bestimmten Ausladung zulässig ist. Dabei können sich die Werte je nach Konfiguration erheblich unterscheiden.
Eine Traglastangabe gilt daher niemals pauschal für den gesamten Kran. Sie ist immer an konkrete Bedingungen gebunden, beispielsweise an:
- die Auslegerlänge,
- die verwendete Auslegerspitze,
- die Ballastierung,
- die Abstützbasis,
- die Stellung oder Spreizung der Abstützungen,
- den Arbeitsbereich über Seite, Heck oder Front,
- die Einscherung des Hubseils,
- den verwendeten Hakenblock,
- gegebenenfalls die zulässige Windgeschwindigkeit.
Die in der Traglasttabelle angegebene Tragfähigkeit darf nicht überschritten werden. Hersteller stellen deshalb für ihre Krane unterschiedliche Traglasttabellen und Rüstzustände bereit. Die DGUV weist ebenfalls darauf hin, dass Lastmomentbegrenzung und Tragfähigkeit über den gesamten Arbeitsbereich des Krans betrachtet werden müssen. (DGUV Publikationen)
Bruttolast statt reines Bauteilgewicht
Bei der Beurteilung der zulässigen Last darf nicht nur das Gewicht des zu hebenden Bauteils berücksichtigt werden.
Zur wirksamen Last gehören regelmäßig auch:
- Hakenflasche oder Lasthaken,
- Anschlagmittel,
- Schäkel,
- Traversen,
- Lastaufnahmemittel,
- gegebenenfalls weitere am Haken mitgeführte Ausrüstung.
Wiegt ein Bauteil beispielsweise 20 Tonnen und kommen zwei Tonnen für Hakenflasche, Traverse und Anschlagmittel hinzu, muss mit einer Bruttolast von 22 Tonnen gerechnet werden.
Diese Bruttolast muss bei der vorgesehenen Ausladung innerhalb der zulässigen Werte der Traglasttabelle liegen.
Warum verändert sich die Ausladung während des Hebens?
Die Ausladung kann sich während eines Hubes verändern, obwohl der Kran seinen Standort nicht wechselt.
Das geschieht beispielsweise durch:
- Absenken oder Anheben des Auslegers,
- Austeleskopieren oder Einfahren des Teleskopauslegers,
- Schwenken des Oberwagens,
- Verfahren eines Raupenkrans mit Last,
- Veränderung der Hakenposition,
- Durchbiegung des Auslegers unter Last,
- Pendeln oder seitliche Bewegung der Last.
Besonders beim Austeleskopieren oder Absenken des Auslegers kann die Ausladung deutlich zunehmen. Gleichzeitig sinkt häufig die zulässige Tragfähigkeit.
Eine Last darf deshalb nicht nur am Ausgangspunkt sicher beherrscht werden. Der gesamte Bewegungsablauf muss innerhalb des zulässigen Arbeitsbereichs liegen.
Ausladung und Kranstandort
Schon eine geringe Veränderung des Kranstandortes kann erhebliche Auswirkungen auf die erforderliche Ausladung haben.
Wird ein Mobilkran einige Meter weiter vom Einsatzort entfernt aufgestellt, weil sich dort ein Kanal, eine Tiefgarage, eine Böschung oder ein nicht ausreichend tragfähiger Untergrund befindet, muss der Kran diese zusätzliche Entfernung überwinden.
Die Folge kann sein:
- Die erforderliche Ausladung steigt.
- Die zulässige Traglast sinkt.
- Ein längerer Ausleger wird benötigt.
- Mehr Ballast kann erforderlich werden.
- Eine andere Auslegerkonfiguration wird notwendig.
- Es muss ein größerer Kran eingesetzt werden.
Deshalb lässt sich die benötigte Krangröße nicht allein aus dem Gewicht der Last ableiten. Ebenso wichtig sind der Kranstandort, die maximale Ausladung und die erforderliche Hubhöhe.
Die DGUV beschreibt große Hubhöhe, Ausladung und Tragfähigkeit als wesentliche Leistungsmerkmale von Fahrzeugkranen. Zugleich muss deren Standsicherheit durch das Zusammenwirken der Kranmassen, des Ballasts, der Abstützung und der Last gewährleistet werden. (DGUV)
Ausladung und Standsicherheit
Mit zunehmender Ausladung wächst die kippende Wirkung der Last. Diese muss durch das Eigengewicht des Krans, den Ballast, die Abstützung und die konstruktive Auslegung des Krans aufgenommen werden.
Bei einem abgestützten Mobilkran werden die entstehenden Kräfte über die Abstützungen und Abstützplatten in den Untergrund eingeleitet. Dabei können einzelne Stützen sehr hohe Kräfte aufnehmen, während andere Stützen deutlich geringer belastet oder teilweise entlastet werden.
Die maximal zulässige Ausladung ist deshalb nicht nur eine Frage der Festigkeit des Auslegers. Sie steht auch in direktem Zusammenhang mit:
- der Standsicherheit des gesamten Krans,
- der vorhandenen Abstützbasis,
- der Arbeitsrichtung,
- der Ballastierung,
- der Tragfähigkeit des Untergrunds,
- den auftretenden Stützkräften.
Ein ausreichend großer Kran allein genügt daher nicht. Er muss auch in der vorgesehenen Konfiguration ordnungsgemäß aufgestellt und auf einem geeigneten Untergrund abgestützt werden.
Ausladung bei Mobilkranen und Raupenkranen
Das Grundprinzip ist bei Mobilkranen und Raupenkranen gleich: Je weiter sich die Last von der Drehachse entfernt, desto größer wird ihre kippende Wirkung.
Die konstruktiven Voraussetzungen unterscheiden sich jedoch.
Ein Mobilkran arbeitet im stationären Hebebetrieb in der Regel auf seinen Abstützungen. Je nach Krantyp können unterschiedliche Abstützbreiten und Arbeitsbereiche gewählt werden.
Ein Raupenkran leitet die Kräfte über sein Raupenfahrwerk in den Untergrund ein. Auch hier gelten konkrete Traglasttabellen für die jeweilige Auslegerkonfiguration, Ballastierung und Arbeitsweise.
Hersteller geben deshalb neben der maximalen Traglast regelmäßig auch maximale Ausladungen und Lastmomente an. Diese Höchstwerte beschreiben jedoch jeweils unterschiedliche Grenzbereiche und dürfen nicht miteinander verwechselt werden. Ein Kran erreicht seine maximale Traglast gewöhnlich bei kleiner Ausladung, seine maximale Ausladung dagegen nur mit deutlich geringeren Lasten. (Liebherr)
Maximale Ausladung bedeutet nicht maximale Traglast
In technischen Datenblättern wird häufig sowohl eine maximale Traglast als auch eine maximale Ausladung genannt.
Diese beiden Maximalwerte können jedoch normalerweise nicht gleichzeitig genutzt werden.
Ein Kran, der beispielsweise als 500-Tonnen-Kran bezeichnet wird, kann seine maximale Traglast nur in einer dafür vorgesehenen Konfiguration und bei sehr kleiner Ausladung erreichen. Bei großer Ausladung beträgt die zulässige Last möglicherweise nur noch einen Bruchteil davon.
Umgekehrt beschreibt die maximale Ausladung lediglich, wie weit der Kran unter bestimmten Bedingungen reichen kann. Sie sagt nicht aus, dass er an diesem äußersten Punkt noch eine schwere Last heben kann.
Die Bezeichnung nach der maximalen Traglast erlaubt daher keine zuverlässige Aussage darüber, ob ein Kran für einen konkreten Einsatz geeignet ist.
Typische Fehler bei der Einsatzplanung
Ein häufiger Fehler besteht darin, nur das Gewicht der Last zu nennen und daraus unmittelbar eine benötigte Krangröße abzuleiten.
Die Aussage „Wir müssen 30 Tonnen heben“ reicht für eine Kranplanung nicht aus.
Mindestens ebenso wichtig sind:
- Wo kann der Kran stehen?
- Wie groß ist der Abstand zwischen Kran und Last?
- Wohin muss die Last bewegt werden?
- Welche maximale Ausladung entsteht dabei?
- Welche Hubhöhe wird benötigt?
- Welche Hindernisse müssen überhoben werden?
- Wie schwer sind Hakenflasche, Traverse und Anschlagmittel?
- Welche Abstützbasis ist vor Ort möglich?
- Ist der Untergrund für die auftretenden Stützkräfte geeignet?
- Gibt es Einschränkungen durch Gebäude, Leitungen, Verkehr oder Wind?
Auch ungenaue Entfernungsangaben können problematisch sein. Wenige zusätzliche Meter können dazu führen, dass die zulässige Tragfähigkeit deutlich sinkt oder eine andere Kranklasse erforderlich wird.
Beispiel aus der Praxis
Eine Maschine mit einem Gewicht von 25 Tonnen soll aus einer Produktionshalle gehoben werden.
Der Kran könnte die Maschine bei acht Metern Ausladung problemlos aufnehmen. Aufgrund eines unterirdischen Kanals kann er jedoch nicht unmittelbar vor der Halle stehen. Der tatsächliche Kranstandort liegt fünf Meter weiter zurück.
Dadurch steigt die erforderliche Ausladung auf 13 Meter. Zusätzlich müssen die Hakenflasche, eine Traverse und die Anschlagmittel berücksichtigt werden.
Ob der ursprünglich vorgesehene Kran weiterhin ausreicht, kann nur anhand seiner Traglasttabelle für den konkreten Rüstzustand geprüft werden. Möglicherweise ist mehr Ballast, eine größere Abstützbasis oder sogar ein leistungsfähigerer Kran notwendig.
Das Beispiel zeigt: Nicht allein das Gewicht der Maschine bestimmt die Auswahl des Krans. Oft entscheidet die erforderliche Ausladung.
Die Quintessenz
Die Ausladung ist der waagerechte Abstand zwischen der Drehachse des Krans und der senkrechten Wirkungslinie der Last. Je größer dieser Abstand wird, desto stärker wirkt die Last kippend auf den Kran und desto geringer ist in der Regel die zulässige Tragfähigkeit.
Für einen sicheren Kranhub muss nicht nur die Ausladung bei der Lastaufnahme bekannt sein. Entscheidend ist die größte Ausladung, die während des gesamten Lastweges entsteht. Die zulässige Traglast ergibt sich ausschließlich aus der für den jeweiligen Kran und Rüstzustand gültigen Traglasttabelle.
Verknüpfte Begriffe
Lastmoment · Tragfähigkeit · Traglasttabelle · Lastschwerpunkt · Teleskopausleger · Hauptausleger · Ballast · Stützbasis · Stützkraft · Bodendruck · Abstützplatte · Hakenflasche · Anschlagmittel · Kranaufstellung