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Zuerst ...
In den vergangenen Monaten häuften sich Unfälle durch fehlerhafte Abstützung auf weichem Untergrund. Falsch abgestützte Maschinen kippten, wobei leider auch Personenschäden mit Toten und Schwerverletzten zu beklagen waren. Auffällig häufig kam es zum Kippen von Unterlegbohlen. Ein Bericht von Dr.-Ing. Ralf Ebner-Hipp, verantwortlich für die technische Beratung / Abnahmen der Elevant Service GmbH.
Bei der vereinfachten Betrachtung wird davon ausgegangen, dass die Unterlegbohle eine Last gleichmäßig auf den Untergrund überträgt. Entsprechend wird aus der Stützkraft und der Auflagefläche der Unterlegbohle eine Flächenlast errechnet. Die Stützkräfte sind auf einem Schild an jeder Stütze angegeben. Die maximale Kraft an einer Stütze tritt auf, wenn der in max. Reichweite ausgefahrene Ausleger über die jeweilige Stütze gefahren wird. Die zulässige Flächenpressung verschiedener Bodenbeschaffenheiten kann aus entsprechend verfügbaren Tabellen abgelesen werden (BG-Informationen, technische Dokumentation der Hersteller).
Schon bei einer genaueren theoretischen Untersuchung des Abstützvorganges, beispielsweise mit Hilfe einer FEM-Berechnung ist erkennbar, wenn die Stützkraft nicht gleichmäßig übertragen wird. Im Bereich des Aufsetzpunktes des Stütztellers entsteht die höchste Belastung. Die Unterlegbohle verformt sich elastisch, bis die Last durch den (leicht) nachgebenden Boden nahezu gleichmäßig übertragen wird. Durch eine nicht mittig erfolgte Auflage des Stütztellers kann die Last jedoch nicht gleichmäßig verteilt werden. Auf weichem Untergrund kann dies zum Kippen der Unterlegbohle führen. Dieser Vorgang hält an, bis der sich verdichtende Boden die erhöhte Flächenlast aufnehmen kann.
Bei einer normalen Unterlegbohle kann der Stützteller ungehindert abrutschen. Beim Einsatz einer speziell entwickelten Sicherheitsunterlegbohle wird das Abrutschen des Stütztellers von der Bohle behindert. Allerdings kann auch hier bei einem Kippen über den Schwenkbereich der Stützteller hinaus ein Abrutschen nicht sicher vermieden werden. Um das Verhalten der Unterlegbohlen besser bewerten zu können, wurde dieses neben einer rechnerischen Untersuchung im Praxistest verifiziert. Eine Hubarbeitsbühne wurde dazu bis zur Abschaltung in Reichweite gefahren und anschließend bewusst bis zum Kippen überlastet.
Korrekte Nutzung der Unterlegbohle
Zunächst wird die Abstützung mittig in der Unterlegbohle platziert. Hier trägt der Untergrund. Die Unterlegbohle wird bei der hohen Belastung durch den Stützteller zwar verformt und drückt sich auch in den Boden, ihre Standsicherheit ist jedoch gewährleistet. Beim Abstützvorgang oder auch bei der harten Bremsung einer Drehbewegung kommt es immer zu einem mehr oder weniger starken „Wandern“ der Stütze auf der Unterlegbohle. Diese ist abhängig von der Geschwindigkeit der Bewegung sowie der Einstellung der Beschleunigungs- und Bremsrampen.
Fehlerhafte Nutzung der Unterlegbohlen
Um Tragfähigkeit auf weichem Untergrund zu gewährleisten, muss der Stützteller, wie bereits angeführt, mittig auf der Bohle platziert sein.
Wird – im Extremfall – auf der Ecke oder am Rand aufgesetzt, kippt die Bohle unter Belastung weg. Die Bohle ist in diesem Fall nicht mehr in der Lage, die Last gleichmäßig über die gesamte Fläche zu verteilen, sie kippt unter hoher Last und dringt in das Erdreich ein.
Beim beschriebenen Fall ist die Bohle bis zum Abbruch des Versuchs über 22° gekippt. Unter Dauerlast wird sie vermutlich noch weiter kippen. Hier besteht sogar die Gefahr, dass der Stützteller abreißt oder die Kolbenstange durch die auftretende Biegung wegknickt. Im Versuch wurde der Stützteller jedoch vom Rand der Sicherheits-Unterlegbohle noch gehalten.
Verbesserungsmaßnahmen bei fehlerhafter Nutzung
Der Maschinenführer ist zur Prüfung des Untergrundes, des geeigneten Materials zum Unterbauen und dem korrekten Aufliegen des Stütztellers sowie der Unterlegbohle verpflichtet. Nach den aktuellen Erfahrungen stellt sich dennoch die Frage, ob durch einfache Zusatz-Maßnahmen das Wegkippen der Bohle verhindert werden kann. Hier wurde die Idee der Vergrößerung der Oberflächenspannung des Untergrundes untersucht, mit dem Ziel, ein Eintauchen in die Grasnarbe zu verhindern.
Dazu wurden dünne, großflächige Unterlegplatten in der Größe 1 x 1 m und in einer Dicke von 1 cm mit einem Gewicht von 8 kg verwendet. Durch die Stützkraft wurde die dünne Unterlegplatte plastisch verformt und mit maximaler Stützlast ebenfalls gekippt. Es trat allerdings eine maximale Neigung von etwa 11° auf, die sich auch mit längerer Standzeit oder unterschiedlicher Belastung bis zur Überlastung nicht weiter vergrößerte.
Ergebnis: Mit der dünnen Unterlegplatte wird das Eindringen der Bohle in den Untergrund tatsächlich reduziert, so dass hier sicherlich von einem Sicherheitsgewinn gesprochen werden kann. Augenfällig ist zudem das Aufwerfen des Randes, welches als optische Warnung an den Maschinenführer gesehen werden kann. Damit wird signalisiert, dass der Untergrund weich ist und die Stütze die Last nicht gleichmäßig über die Unterlegbohle verteilt.
Nach Entlastung blieb die Unterlegplatte plastisch verformt, aber trotz dieser plastischen Verformung ist es beim Versuch nicht zu einer mechanischen Beschädigung wie einem Riss oder zu einem Bruch der Platte gekommen. Allerdings kann die Nutzung einer solchen Unterlegplatte nicht als Ersatz einer ausreichenden Unterbauung empfohlen werden.
Zusammenfassung und Empfehlungen
Besonders beim Abstützvorgang auf weichem Untergrund ist auf ein mittiges Aufsetzen des Stütztellers auf die Unterlegbohle zu achten. Eine Vergrößerung der Abstützfläche beispielsweise durch weitere Bohlen oder Beilagehölzer ist immer sinnvoll. Als eine optische Hilfe für die mittige Abstützung kann eine Eindrehung an den Unterlegbohlen dienen. Diese hilft dem Maschinenführer bei der Zentrierung des Stütztellers. Hier ist aber auch das Verhalten der Stütze im Betrieb zu beachten.
Der Stützzylinder muss unter anderem die auftretende Seitenkraft aufnehmen können. Im Weiteren sind die Vorteile der Sicherheits-Unterlegbohle durch ihre Stapelfähigkeit gegenüber einer starken Eindrehung abzuwägen. Ein namhafter Hersteller rüstet seine Sicherheits-Unterlegbohlen mit einer zusätzlichen Eindrehung von 5 mm Tiefe als optische Zielhilfe aus.
Letztendlich können jedoch alle Maßnahmen den Maschinenführer nicht von der Prüfung des Untergrundes befreien. Hier sollten die Betreiber dem Nutzer interpretierbare Informationen als Entscheidungshilfe zur Verfügung stellen.
Quelle: IPAF-Journal, www.ipaf.org/de
Bezug Sicherheits-Unterlegbohle: Wumag Elevant GmbH, Krefeld
Bild 3: Der Stützteller „wandert“ beim Abstützvorgang auf der Unterlegbohle.
Bild 4: Eine extrem fehlerhafte Abstützung-hier ist Gefahr im Verzug.