Stützbasis beim Kran einfach erklärt

Die Stützbasis entsteht aus den Aufstandspunkten der Abstützungen. Ihre Größe und Geometrie beeinflussen wesentlich die Standsicherheit des Krans. Foto: KI

Die Stützbasis, auch Abstützbasis genannt, ist die geometrische Standfläche, die durch die Aufstandspunkte der Abstützungen eines Krans gebildet wird. Verbindet man diese Punkte gedanklich miteinander, entsteht je nach Stellung der Abstützungen eine rechteckige, trapezförmige oder unregelmäßige Fläche.

Die Abstützbasis beschreibt die Fläche, auf der ein abgestützter Kran während des Hubes steht. Sie entsteht durch die ausgefahrenen Abstützungen: Verbindet man gedanklich die Aufstandspunkte der einzelnen Stützteller, ergibt sich eine rechteckige, trapezförmige oder – bei unterschiedlich weit ausgefahrenen Abstützungen – unregelmäßige Standfläche.

Vereinfacht gesagt: Die Abstützbasis ist das Fundament, das der Kran für die Dauer seines Einsatzes selbst herstellt.

Sie ist entscheidend für die Standsicherheit und für die Tragfähigkeit des Krans. Je größer und günstiger diese Basis in Richtung der Last ist, desto besser kann der Kran dem Kippmoment entgegenwirken. Eine große Abstützbasis allein genügt allerdings nicht: Der Untergrund muss die auftretenden Stützkräfte auch sicher aufnehmen können.

Wie entsteht die Abstützbasis?

Viele Mobilkrane und Ladekrane besitzen hydraulische Abstützungen. Diese bestehen im Wesentlichen aus seitlich ausfahrbaren Abstützholmen und senkrecht arbeitenden Abstützzylindern. An deren unteren Enden befinden sich die Stützteller.

Zum Abstützen werden die Holme ausgefahren und die Stützteller auf geeigneten Unterlagen abgesetzt. Anschließend wird der Kran so weit angehoben und ausgerichtet, wie es der Hersteller für den Kranbetrieb vorsieht. Bei Mobilkranen werden die Räder dabei häufig vollständig entlastet; je nach Gerät, Betriebsart und Herstellervorgabe können jedoch andere Rüstzustände zulässig sein.

Die vier Aufstandspunkte der Abstützungen bilden gemeinsam die Abstützbasis. Bei anderen Krankonstruktionen können Anzahl und Anordnung der Abstützungen abweichen.

Wichtig ist die begriffliche Unterscheidung: Die Abstützungen sind die technischen Bauteile. Die Abstützbasis ist die geometrische Standfläche, die durch ihre Anordnung entsteht.

Warum braucht ein Kran eine große Abstützbasis?

Sobald ein Kran eine Last hebt, wirken mehrere Kräfte gleichzeitig. Das Eigengewicht des Krans und der Ballast stabilisieren das Gerät. Die angehobene Last erzeugt zusammen mit der Ausladung ein Lastmoment, das den Kran in Richtung der Last kippen lassen könnte.

Die Abstützbasis vergrößert den Abstand zwischen dem Schwerpunkt des Krans und der maßgebenden Kippkante. Dadurch kann ein größeres stabilisierendes Moment entstehen.

Anschaulich lässt sich das mit einem Menschen vergleichen: Wer mit eng nebeneinanderstehenden Füßen seitlich belastet wird, verliert schneller das Gleichgewicht. Mit weit auseinanderstehenden Beinen ist der Stand stabiler. Beim Kran übernehmen die Abstützungen diese Aufgabe – allerdings unter erheblich größeren Kräften und nach exakt festgelegten Traglasttabellen.

Was ist die Kippkante?

Als Kippkante wird die gedachte Verbindung zwischen zwei benachbarten Abstützpunkten bezeichnet, über die der Kran bei einer Überlastung kippen könnte. Welche Kippkante maßgebend ist, hängt davon ab, in welche Richtung der Ausleger und die Last weisen.

Dreht der Oberwagen, verändert sich deshalb auch die für den jeweiligen Hub relevante Kippkante. Ein Kran kann in einer Richtung sehr günstig abgestützt sein, während ihm in einer anderen Richtung deutlich weniger Abstützweite zur Verfügung steht.

Das erklärt, warum die zulässige Tragfähigkeit nicht nur von Lastgewicht und Ausladung abhängt. Auch die Stellung des Auslegers zur Abstützbasis ist von Bedeutung.

Vollständig oder teilweise ausgefahren

Bei vielen Kranen können die Abstützholme in unterschiedlichen Positionen verwendet werden. Üblich sind – abhängig vom Krantyp – beispielsweise:

vollständig ausgefahrene Abstützungen,
festgelegte Zwischenstellungen,
vollständig eingefahrene Abstützungen,
asymmetrische beziehungsweise stufenlos variable Abstützstellungen.

Bei vollständig ausgefahrenen Abstützungen steht dem Kran in der Regel die größtmögliche Abstützbasis zur Verfügung. Das bedeutet jedoch nicht automatisch, dass er in jeder Stellung seine maximale Tragfähigkeit erreicht. Auch Ballastierung, Auslegerlänge, Ausladung, Drehstellung und Rüstzustand bleiben maßgebend.

Sind die Abstützungen nur teilweise ausgefahren, wird die Basis kleiner. Damit verändern sich die Kippkanten und die zulässigen Traglasten. Der Kran darf dann ausschließlich nach der Traglasttabelle beziehungsweise dem von der Kransteuerung freigegebenen Rüstzustand betrieben werden.

Eine Traglasttabelle für die volle Abstützbasis darf nicht einfach auf eine kleinere Abstützstellung übertragen werden.

Was bedeutet „variable Abstützbasis“?

Auf engen Baustellen lassen sich nicht immer alle Abstützungen vollständig ausfahren. Mauern, Gebäude, Verkehr, Baugruben, Leitungen oder andere Hindernisse können den verfügbaren Platz begrenzen.

Moderne Mobilkrane können deshalb mit variablen Abstützsystemen ausgerüstet sein. Dabei wird die tatsächliche Stellung jedes einzelnen Abstützholms erfasst. Die Kransteuerung berücksichtigt diese individuelle Geometrie und ermittelt, welche Traglast im jeweiligen Schwenkbereich zulässig ist.

So kann beispielsweise die lastzugewandte Abstützung vollständig ausgefahren sein, während eine Abstützung auf der gegenüberliegenden Seite nur teilweise ausgefahren wird. Die daraus entstehende Abstützbasis ist nicht mehr symmetrisch.

In Richtung einer weit ausgefahrenen Abstützung können sich günstigere Traglastwerte ergeben als in Richtung einer nur teilweise ausgefahrenen Abstützung. Die zulässige Tragfähigkeit kann sich somit während des Drehens verändern.

Hersteller wie Liebherr und Tadano verwenden dafür eigene Abstütz- und Steuerungssysteme, die die tatsächliche Abstützstellung in die Traglastberechnung einbeziehen. Liebherr erläutert das Prinzip am Beispiel von VarioBase. Tadano verfolgt mit IC-1 Plus beziehungsweise Flex Base ein vergleichbares Grundprinzip.

Abstützbasis und Traglasttabelle gehören zusammen

Die Abstützbasis ist Bestandteil des Rüstzustandes eines Krans. Zu einem eindeutig bestimmten Rüstzustand gehören unter anderem:

die Abstützstellung,
die Ballastierung,
die Auslegerkonfiguration,
die Einscherung,
der zulässige Arbeitsbereich,
gegebenenfalls die Stellung weiterer Zusatzausrüstungen.

Die Traglastwerte gelten nur für die Konfiguration, für die sie berechnet und freigegeben wurden. Eine größere Abstützbasis kann die Standsicherheit verbessern, ersetzt aber weder die Traglasttabelle noch die Lastmomentbegrenzung.

Auch eine elektronische Kransteuerung hebt die physikalischen Grenzen nicht auf. Sie überwacht den erfassten Rüstzustand und verhindert beziehungsweise begrenzt unzulässige Kranbewegungen. Voraussetzung ist jedoch, dass der Kran ordnungsgemäß gerüstet wurde und alle notwendigen Angaben korrekt erfasst sind.

Abstützbasis ist nicht dasselbe wie Abstützfläche

Die Begriffe klingen ähnlich, bezeichnen aber unterschiedliche Dinge.

Die Abstützbasis ist die gesamte geometrische Standfläche zwischen den Abstützpunkten des Krans.

Die Aufstands- oder Abstützfläche eines einzelnen Stütztellers ist dagegen die Fläche, über die dessen Stützkraft in den Untergrund eingeleitet wird. Wird unter dem Stützteller eine ausreichend dimensionierte Lastverteilungsplatte verwendet, vergrößert sich die wirksame Fläche, auf die sich die Kraft verteilt.

Eine breite Abstützbasis schützt daher nicht vor einem nachgebenden Untergrund. Der Kran kann geometrisch sehr günstig abgestützt sein und trotzdem seine Standsicherheit verlieren, wenn ein Stützteller einsinkt.

Welche Rolle spielt der Untergrund?

Während eines Hubes werden die Kräfte nicht gleichmäßig auf alle Abstützungen verteilt. Je nach Stellung des Auslegers können einzelne Abstützungen sehr hohe Stützkräfte aufnehmen, während andere deutlich geringer belastet oder sogar weitgehend entlastet werden.

Der Untergrund muss deshalb nicht nur das Gesamtgewicht des Krans tragen. Er muss insbesondere die höchste zu erwartende Kraft an der jeweils belasteten Abstützung sicher aufnehmen können.

Dafür sind unter anderem zu prüfen:

Tragfähigkeit und Aufbau des Bodens,
mögliche Hohlräume, Kanäle und Leitungen,
Kellerdecken, Brücken oder andere überbaute Flächen,
Abstände zu Baugruben, Böschungen und Gräben,
Größe und Belastbarkeit der Unterleg- oder Lastverteilungsplatten,
mögliche Veränderungen durch Regen, Frost oder Bauarbeiten.

Die DGUV Vorschrift 53 verlangt, dass ortsveränderliche Krane nur auf tragfähigem Untergrund eingesetzt werden. Außerdem sind die Abstützungen bestimmungsgemäß zu benutzen und abhängig von der Tragfähigkeit des Untergrundes entsprechend den Herstellervorgaben zu unterbauen.

DGUV Vorschrift 53 „Krane“

Abstützbasis und Bodendruck

Die Abstützbasis und der Bodendruck beeinflussen beide die Standsicherheit, dürfen aber nicht miteinander verwechselt werden.

Eine größere Abstützbasis vergrößert den Abstand zu den Kippkanten. Sie verbessert damit die geometrischen Voraussetzungen gegen das Umkippen.

Größere Lastverteilungsplatten vergrößern dagegen die Fläche, über die eine Stützkraft in den Boden eingeleitet wird. Sie können dadurch die Bodenpressung verringern.

Kurz gesagt: Die Abstützbasis wirkt gegen das Kippen des Krans. Die Unterbauung wirkt gegen das Einsinken der Abstützungen.

Beides muss zusammenpassen. Eine große Abstützbasis auf nicht tragfähigem Boden ist ebenso problematisch wie ein tragfähiger Untergrund bei einer für den geplanten Hub zu kleinen Abstützbasis.

Ein Beispiel aus der Praxis

Ein Mobilkran soll eine Maschine hinter einem Gebäude absetzen. Auf der Lastseite können die Abstützungen vollständig ausgefahren werden. Auf der gegenüberliegenden Seite begrenzt eine Fahrbahn die verfügbare Breite.

Besitzt der Kran nur festgelegte Abstützstellungen, muss eine dafür vorgesehene reduzierte Abstützbasis gewählt werden. Die zugehörige Traglasttabelle kann die zulässige Tragfähigkeit für den gesamten Arbeitsbereich begrenzen.

Verfügt der Kran über ein zugelassenes variables Abstützsystem, kann die Steuerung die tatsächliche Stellung jeder einzelnen Abstützung berücksichtigen. Über den weit ausgefahrenen Abstützungen kann der Kran möglicherweise höhere Traglasten freigeben als über der enger abgestützten Seite.

Das bedeutet jedoch nicht, dass der Kran beliebig aufgestellt werden darf. Der geplante Lastweg muss vollständig innerhalb des zulässigen Arbeits- und Traglastbereiches liegen. Auch das Schwenken mit angehängter Last ist Teil der Einsatzplanung.

Häufiges Missverständnis: „Der Kran steht doch auf vier Beinen“

Vier Abstützungen allein machen einen Kran noch nicht standsicher. Entscheidend ist,

wo die Abstützungen stehen,
wie weit sie ausgefahren sind,
welche Kräfte an ihnen auftreten,
ob der Untergrund diese Kräfte aufnehmen kann,
in welche Richtung gearbeitet wird
und ob der tatsächliche Rüstzustand zur verwendeten Traglasttabelle passt.

Schon eine einzelne einsinkende oder falsch positionierte Abstützung verändert die Geometrie des gesamten Systems. Der Kran kann sich neigen, die Last kann seitlich auswandern und die tatsächliche Ausladung kann größer werden. Dadurch steigt das Lastmoment zusätzlich – genau in einer Situation, in der die Standsicherheit bereits geschwächt ist.

Die Quintessenz

Die Abstützbasis ist die durch die Abstützpunkte gebildete Standfläche eines Krans. Ihre Größe und Geometrie bestimmen wesentlich mit, wie sicher der Kran gegen Kippen steht und welche Traglasten in den verschiedenen Arbeitsrichtungen zulässig sind. Sie darf nicht mit der Auflagefläche der Stützteller oder der Unterbauung verwechselt werden. Erst das Zusammenspiel aus passender Abstützbasis, tragfähigem Untergrund, korrekt dimensionierter Lastverteilung und freigegebenem Rüstzustand macht einen sicheren Hub möglich.

Quellen und weiterführende Informationen

Verknüpfte Begriffe

Stützbasis (Mobilkran)· Bodendruck · Tragfähigkeit · Traglasttabelle · Ausladung · Lastmoment · Ballast · Mobilkran · Rüstzustand · Einscherung

Abstützbasis (Stützbasis)