Abgestützter Mobilkran im Hebeeinsatz: Die Räder sind vollständig entlastet, die Kräfte werden über die Abstützungen in den Untergrund geleitet.
Foto: Hellmich Krandienst
Wird ein Mobilkran für einen Hebeeinsatz aufgestellt, geschieht etwas, das für Außenstehende zunächst ungewöhnlich aussehen kann: Die Abstützungen werden ausgefahren, der Kran hebt sich an und seine Räder verlieren den Kontakt zum Boden.
Umgangssprachlich heißt es dann gelegentlich, der Kran oder sogar sein Oberwagen würde „schweben“. Technisch ist diese Beschreibung nicht richtig. Der Kran schwebt nicht, sondern steht fest auf seinen Abstützungen. Seine Räder werden dabei vollständig entlastet.
Aus dem Straßenfahrzeug wird auf diese Weise eine stationär arbeitende Hebemaschine. Die Kräfte aus dem Eigengewicht des Krans, dem Ballast, dem Ausleger und der angehobenen Last werden nun nicht mehr über Reifen und Achsen, sondern über die Abstützungen in den Untergrund geleitet.
Schwebt beim Abstützen wirklich der Oberwagen?
Nein. Der Oberwagen wird beim Abstützen weder vom Unterwagen getrennt noch schwebt er frei über ihm.
Ein Mobilkran besteht vereinfacht aus zwei Hauptbereichen:
- dem Unterwagen mit Fahrwerk, Achsen, Rädern und Abstützungen,
- dem Oberwagen mit Ausleger, Hubwerk, Krankabine und Ballast.
Oberwagen und Unterwagen sind über den Drehkranz miteinander verbunden. Über diesen Drehkranz kann sich der Oberwagen drehen. Gleichzeitig werden die beim Heben auftretenden Kräfte vom Oberwagen in den Unterwagen weitergeleitet.
Beim Abstützen heben die hydraulischen Stützzylinder den Kran am Unterwagen an. Der Oberwagen bleibt dabei über den Drehkranz fest mit dem Unterwagen verbunden.
Nicht der Oberwagen schwebt. Der gesamte Mobilkran steht auf seinen Abstützungen, während seine Räder frei über dem Boden stehen.
Warum werden die Räder angehoben?
Die Räder, Achsen und die Federung eines Mobilkrans sind für den Fahrbetrieb erforderlich. Sie ermöglichen es, den Kran auf der Straße oder innerhalb eines Betriebsgeländes zu bewegen.
Reifen und Fahrzeugfederung sind dabei bewusst elastisch ausgelegt. Reifen verformen sich unter Belastung, und die Federung gleicht Bewegungen und Unebenheiten der Fahrbahn aus. Für ein Fahrzeug ist dieses Verhalten notwendig.
Während eines Hebevorgangs benötigt der Kran dagegen eine möglichst klar definierte und steife Basis. Die beim Heben entstehenden Kräfte sollen kontrolliert über die dafür vorgesehenen Bauteile in den Untergrund geleitet werden.
Deshalb werden beim abgestützten Betrieb Reifen, Achsen und Fahrzeugfederung aus dem vorgesehenen Lastpfad herausgenommen. Der Kran steht dann nicht mehr wie ein Fahrzeug auf seinem Fahrwerk, sondern wie eine stationäre Hebemaschine auf seiner Stützbasis.
Wichtig: Abgestützter Betrieb
Wird ein Mobilkran in der Betriebsart „auf Abstützungen“ eingesetzt, müssen die Abstützungen entsprechend der vorgesehenen Konfiguration ausgefahren und die Räder vollständig von der tragenden Bodenfläche abgehoben sein.
Die Reifen übernehmen dann keine tragende Funktion mehr. Der Kran steht in diesem Betriebszustand auf seinen Abstützungen. Reifen, Achsen und Fahrzeugfederung gehören nicht mehr zum vorgesehenen Lastpfad.
Quelle: Tadano, technische Unterlagen zum Rough-Terrain-Kran GR-800XL-4. Dort wird für den Betrieb auf Abstützungen ausdrücklich vorgegeben, dass die Abstützungen ordnungsgemäß ausgefahren sein müssen und die Reifen keinen Kontakt zur tragenden Fläche haben dürfen. Maßgeblich bleiben stets die Betriebsanleitung und die Traglasttabellen des tatsächlich eingesetzten Krans.
Technische Unterlagen Tadano GR-800XL-4
Was geschieht beim Abstützen?
Am Unterwagen eines Mobilkrans befinden sich seitlich ausfahrbare Abstützträger. An deren äußeren Enden sitzen hydraulische Stützzylinder mit Stütztellern.
Zunächst werden die Abstützträger ausgefahren. Abhängig vom Krantyp und von der geplanten Kranarbeit können unterschiedliche, vom Hersteller zugelassene Abstützweiten vorgesehen sein.
Anschließend werden die Stützzylinder nach unten gefahren. Die Stützteller setzen auf Abstützplatten oder anderen geeigneten Unterlagen auf. Werden die Stützzylinder weiter ausgefahren, übernehmen sie zunehmend das Gewicht des Krans.
Der Unterwagen wird angehoben, bis die Räder vollständig entlastet sind und keinen tragenden Kontakt mehr zum Boden haben.
Mithilfe der einzelnen Stützzylinder wird der Kran danach nivelliert, also entsprechend den Herstellervorgaben waagerecht ausgerichtet. Erst wenn die vorgesehene Abstützkonfiguration vollständig hergestellt ist, darf mit den dazugehörigen Traglastwerten gearbeitet werden.
Welchen Weg nehmen die Kräfte?
Hebt der Kran eine Last an, müssen die dabei auftretenden Kräfte durch das gesamte Kransystem geführt und sicher in den Untergrund geleitet werden.
Der Lastpfad verläuft vereinfacht über:
Last → Kranhaken und Hakenflasche → Hubseil → Ausleger → Oberwagen → Drehkranz → Unterwagen → Abstützträger → Stützzylinder → Abstützplatten → Untergrund
Die Räder gehören bei einem auf Abstützungen betriebenen Mobilkran nicht zu diesem Lastpfad.
Die Kräfte verteilen sich allerdings nicht gleichmäßig auf alle Stützen. Wie stark eine einzelne Stütze belastet wird, hängt unter anderem von der Stellung des Oberwagens, dem Gewicht der Last, der Ausladung, dem Ballast und der jeweiligen Abstützweite ab.
Warum werden die Abstützungen seitlich ausgefahren?
Die Abstützungen bilden die Stützbasis des Mobilkrans. Vereinfacht kann man sie sich als Fläche vorstellen, die von den äußeren Aufstandspunkten der Stützen begrenzt wird.
An den Rändern dieser Fläche liegen die möglichen Kippkanten. Je weiter die Abstützungen ausgefahren werden, desto weiter liegen diese Kippkanten in der Regel von der Mitte des Krans entfernt.
Dadurch kann sich das standhaltende Moment des Krans vergrößern. Das bedeutet jedoch nicht, dass die Abstützungen in einer beliebigen Stellung verwendet werden dürfen.
Für einen Mobilkran können unterschiedliche Abstützstellungen zugelassen sein. Die Kransteuerung erkennt oder berechnet abhängig vom jeweiligen System, wie weit die einzelnen Abstützträger ausgefahren sind und welche Traglast in dieser Konfiguration zulässig ist.
Die tatsächliche Abstützweite muss daher stets mit der eingestellten oder von der Steuerung erfassten Krankonfiguration übereinstimmen.
Warum muss der Mobilkran waagerecht stehen?
Die Traglastwerte eines Mobilkrans gelten für die vom Hersteller vorgegebenen Aufstellbedingungen. Dazu gehört eine korrekte Nivellierung des Krans.
Steht der Mobilkran schräg, verschiebt sich sein Schwerpunkt in Richtung der tiefer liegenden Seite. Gleichzeitig verändern sich die geometrischen Verhältnisse zwischen Ausleger, Last, Drehachse und Kippkante.
Eine Schrägstellung kann sich insbesondere bei langen Auslegern und großen Ausladungen erheblich auf die Standsicherheit auswirken.
Der Mobilkran wird deshalb mithilfe seiner Stützzylinder ausgerichtet. Die Stützen dienen somit nicht allein dazu, die Räder vom Boden abzuheben. Sie stellen zugleich die vorgesehene Lage und Stützbasis des Krans her.
Verteilen sich die Kräfte gleichmäßig auf alle Stützen?
Nein. Die Stützkräfte sind während eines Hubvorgangs gewöhnlich unterschiedlich hoch.
Wie stark eine einzelne Stütze belastet wird, hängt unter anderem davon ab:
- in welche Richtung der Ausleger zeigt,
- wie schwer die Last ist,
- wie groß die Ausladung ist,
- welcher Ballast montiert wurde,
- welche Auslegerkonfiguration verwendet wird,
- wie weit die einzelnen Abstützungen ausgefahren sind.
Dreht sich der Oberwagen mit der Last, verändern sich auch die Kräfte an den einzelnen Abstützungen. Auf der belasteten Seite können sehr hohe Stützkräfte entstehen, während gegenüberliegende Stützen deutlich geringer belastet werden.
Die erforderliche Abstützfläche kann deshalb nicht einfach berechnet werden, indem das Gesamtgewicht des Krans gleichmäßig auf alle Stützen verteilt wird. Maßgeblich ist die mögliche Stützkraft an der jeweils am stärksten belasteten Abstützung.
Warum benötigt der Mobilkran Abstützplatten?
Der Stützteller eines Mobilkrans besitzt nur eine begrenzte Fläche. Wirkt eine hohe Stützkraft auf diese vergleichsweise kleine Fläche, entsteht ein hoher Druck auf den Untergrund.
Eine Abstützplatte vergrößert die Fläche, über die diese Kraft in den Boden eingeleitet wird.
Vereinfacht gilt:
Druck = Kraft ÷ Fläche
Je größer die wirksame Aufstandsfläche ist, desto geringer wird bei gleicher Kraft der Druck je Flächeneinheit.
Eine große Abstützplatte macht einen ungeeigneten Untergrund allerdings nicht automatisch tragfähig. Die Platte muss die auftretenden Kräfte verteilen können, und auch der darunterliegende Boden muss ausreichend tragfähig sein.
Besondere Vorsicht ist unter anderem erforderlich bei:
- nicht ausreichend verdichteten Auffüllungen,
- aufgeweichten oder unterspülten Flächen,
- Leitungsgräben,
- Schächten und Kanälen,
- Hohlräumen,
- Keller- oder Tiefgaragendecken,
- Baugruben und Böschungsrändern.
Gibt der Untergrund unter einer einzelnen Stütze nach, verändert sich die gesamte Aufstellung des Krans. Deshalb gehört die Prüfung des Kranstandorts zu den wichtigsten Voraussetzungen eines sicheren Hebevorgangs.
Kann ein Mobilkran auch auf seinen Reifen arbeiten?
Bestimmte Mobil- oder Rough-Terrain-Krane verfügen zusätzlich über eine vom Hersteller ausdrücklich vorgesehene Betriebsart „auf Reifen“.
Bei dieser Betriebsart steht der Kran tatsächlich auf seinem Fahrwerk. Die Kräfte werden über Reifen und Achsen in den Untergrund geleitet. Dafür gelten eigene Traglasttabellen, eigene Arbeitsbereiche und besondere Betriebsbedingungen.
Je nach Krantyp kann zwischen einem stationären Betrieb auf Reifen und einem langsamen Verfahren mit Last unterschieden werden. Solche Betriebsarten sind jedoch nur zulässig, wenn sie vom Hersteller ausdrücklich vorgesehen und in den entsprechenden Traglasttabellen beschrieben sind.
Der Betrieb auf Reifen ist eine eigenständige, vom Hersteller vorgesehene Krankonfiguration. Er darf nicht mit dem abgestützten Betrieb vermischt werden. Entweder arbeitet der Kran entsprechend der vorgesehenen Konfiguration auf seinen Abstützungen oder nach einer dafür zugelassenen Traglasttabelle auf Reifen.
Andere Betriebsart: Kranbetrieb auf Reifen
Einige dafür ausgelegte Mobil- oder Rough-Terrain-Krane dürfen unter genau festgelegten Voraussetzungen auch auf Reifen arbeiten.
Dafür gelten gesonderte Traglasttabellen und besondere Vorgaben, beispielsweise zum Arbeitsbereich, zum Reifendruck, zur Achsfederung, zum Untergrund und zur zulässigen Bewegung des Krans.
Die zulässigen Traglasten berücksichtigen unter anderem, dass sich Reifen unter Belastung verformen und sich dadurch die tatsächliche Ausladung verändern kann.
Der Betrieb auf Reifen ist kein abgestützter Betrieb mit zusätzlich mittragenden Rädern, sondern eine eigenständige Krankonfiguration.
Quellen: Tadano, technische Unterlagen zum GR-700EX mit gesonderten Traglastwerten und Betriebsbedingungen für den Kranbetrieb auf Reifen; Link-Belt, technische Daten zum RTC-8065 II mit getrennten Traglasttabellen für den stationären Betrieb auf Reifen und das langsame Verfahren mit Last. Maßgeblich bleiben die Unterlagen des tatsächlich verwendeten Krans.
Technische Unterlagen Tadano GR-700EX
Technische Unterlagen Link-Belt RTC-8065 II
Darf ein abgestützter Mobilkran mit den Reifen noch auf dem Boden stehen?
Bei der Betriebsart „auf Abstützungen“ dürfen die Reifen keine tragende Funktion übernehmen.
Es genügt deshalb nicht, die Stützteller lediglich auf den Boden zu setzen, während ein Teil des Krangewichts weiterhin über Reifen und Achsen abgetragen wird.
Die vorgesehene Abstützkonfiguration muss vollständig hergestellt werden. Die Abstützungen übernehmen das Gewicht und die im Hebebetrieb auftretenden Kräfte; die Räder werden vom Boden abgehoben.
Entscheidend ist dabei nicht, einen möglichst großen sichtbaren Abstand unter den Reifen zu erzeugen. Der Kran muss entsprechend der Betriebsanleitung korrekt nivelliert und in die vorgesehene Arbeitsstellung gebracht werden.
Warum ist der sichtbare Abstand unter den Rädern wichtig?
Für Außenstehende ist der freie Raum unter den Reifen das auffälligste Zeichen dafür, dass der Mobilkran abgestützt wurde.
Technisch entscheidend ist jedoch nicht die Größe dieses Abstands. Entscheidend ist, dass die Räder vollständig entlastet sind und die Kräfte eindeutig über die Abstützungen abgetragen werden.
Die frei stehenden Räder machen diesen Betriebszustand sichtbar:
- Das Fahrwerk ist entlastet.
- Die Fahrzeugfederung befindet sich nicht mehr im vorgesehenen Lastpfad.
- Die Stützbasis ist hergestellt.
- Der Kran kann entsprechend der abgestützten Krankonfiguration betrieben werden.
Das vermeintliche „Schweben“ ist daher weder eine Besonderheit noch ein optischer Effekt. Es ist die sichtbare Folge der korrekten Aufstellung eines Mobilkrans auf seinen Abstützungen.
Welche Rolle spielen Ballast, Ausladung und Lastmoment?
Die Abstützungen allein gewährleisten noch keinen sicheren Hub. Die Standsicherheit entsteht aus dem Zusammenspiel mehrerer Faktoren:
- Eigengewicht des Krans,
- Ballast,
- Auslegerlänge und Auslegerstellung,
- Gewicht der Last,
- Ausladung,
- Abstützweite,
- Tragfähigkeit des Untergrunds.
Die angehobene Last wirkt in einem bestimmten horizontalen Abstand zur Drehachse des Krans. Dieser Abstand wird als Ausladung bezeichnet.
Aus Last und Ausladung ergibt sich vereinfacht das Lastmoment:
Lastmoment = Last × Ausladung
Wird die Ausladung größer, steigt das Lastmoment auch dann, wenn das Gewicht der Last unverändert bleibt. Deshalb kann ein Mobilkran eine bestimmte Last in der Nähe des Krans möglicherweise sicher heben, bei größerer Entfernung jedoch nicht mehr.
Eigengewicht, Ballast und Stützgeometrie erzeugen das standhaltende Moment. Die Kransteuerung überwacht, ob die zulässigen Grenzen der jeweiligen Krankonfiguration eingehalten werden.
Was muss vor dem Heben geprüft werden?
Bevor ein Mobilkran eine Last aufnimmt, müssen die Aufstellung und der Rüstzustand zum geplanten Hub passen.
Dazu gehören insbesondere:
- ein ausreichend tragfähiger Untergrund,
- die erforderliche Abstützweite,
- geeignete und ausreichend dimensionierte Abstützplatten,
- die korrekte Nivellierung des Krans,
- der vorgesehene Ballast,
- die gewählte Auslegerkonfiguration,
- das Gewicht der Last einschließlich Anschlag- und Lastaufnahmemitteln,
- die voraussichtliche Ausladung,
- die dazugehörige Traglasttabelle,
- die vollständige Entlastung der Räder beim abgestützten Betrieb.
Diese Punkte dürfen nicht unabhängig voneinander betrachtet werden. Ein Mobilkran ist ein Gesamtsystem. Verändert sich ein Bestandteil der Konfiguration, kann sich auch die zulässige Traglast verändern.
Weiterlesen im SLT-Magazin
Warum ein Mobilkran seine Räder anhebt
Der Magazinbeitrag erklärt anhand eines praktischen Kraneinsatzes, warum ein Mobilkran während der Arbeit nicht mehr auf seinem Fahrwerk steht. Er zeigt, weshalb Reifen und Federung für den Straßenbetrieb notwendig sind, im abgestützten Hebebetrieb jedoch aus dem tragenden System herausgenommen werden.
Zum Beitrag „Warum ein Mobilkran seine Räder anhebt“
Die Quintessenz
Beim Abstützen schwebt nicht der Oberwagen. Der Mobilkran wird über seine hydraulischen Abstützungen angehoben, bis die Räder vollständig entlastet sind und keinen Kontakt mehr zur tragenden Bodenfläche haben.
Im abgestützten Betrieb werden die Kräfte aus Last, Ausleger, Ballast und Eigengewicht über Oberwagen, Drehkranz, Unterwagen und Abstützungen in den Untergrund geleitet. Reifen, Achsen und Fahrzeugfederung übernehmen dabei keine tragende Funktion.
Der Betrieb auf Reifen ist nur zulässig, wenn der Hersteller dafür eine eigenständige Krankonfiguration und entsprechende Traglasttabellen vorgesehen hat. Abgestützter Betrieb und Betrieb auf Reifen sind zwei klar voneinander getrennte Betriebsarten.
Verknüpfte Begriffe
Mobilkran · Oberwagen · Unterwagen · Drehkranz · Abstützung · Stützbasis · Stützkraft · Bodendruck · Abstützplatte · Ballast · Ausladung · Lastmoment · Traglasttabelle
Quellen und weiterführende Hinweise
- Tadano: Technische Unterlagen zum GR-800XL-4, Hinweise zum Betrieb auf Abstützungen. Herstellerunterlage aufrufen
- Tadano: Technische Unterlagen zum GR-700EX, Traglasten und Betriebsbedingungen für den Betrieb auf Reifen. Herstellerunterlage aufrufen
- Link-Belt: Technische Daten zum RTC-8065 II, gesonderte Traglasttabellen für den stationären Betrieb auf Reifen und Pick-and-Carry-Betrieb. Herstellerunterlage aufrufen
- SLT-Magazin: „Warum ein Mobilkran seine Räder anhebt“. Beitrag aufrufen
- Ergänzend gelten stets die Betriebsanleitung und die Traglasttabellen des konkret eingesetzten Mobilkrans.