Krananlagen: Anschlagarten

Schwerpunktdefinition: Der Schwerpunkt ist der Punkt, in dem die Gewichtskraft gedacht konzentriert ist. Eine Last hängt lotrecht unterhalb ihres COG, sofern sie frei schwingen kann. Für homogene, symmetrische Körper liegt der COG im geometrischen Zentrum; bei inhomogenen oder komplexen Bauteilen ist er versetzt.

Bestimmungsmethoden:

Geometrisch-analytisch: Integration über Volumen/Fläche bei bekannten Dichten.

Experimentell: Probeschwebung an mindestens zwei unterschiedlichen Anschlagpunkten; die Lotlinien schneiden sich näherungsweise im COG.

Wägetechnisch: Mehrpunkt-Wägung mit bekannter Geometrie und Momentenbilanz.

Direktanschlag (Geradezug): Der Strang ist geradlinig zwischen Anschlagpunkt und Lastpunkt geführt. Tragfähigkeitsfaktor K ≈ 1,0 (bezogen auf die WLL bei geradem Zug). Günstig in Bezug auf Materialbeanspruchung, erfordert geeignete Anschlagpunkte.

Umschlingung/Basket Hitch (einfach/zweifach): Der Strang wird um die Last gelegt; bei doppelter Umschlingung vergrößert sich die Auflagefläche. Tragfähigkeitsfaktor typ. bis ≈ 2,0 (einfacher Korbgriff), abhängig von Reibung, Auflagebreite und D/d. Symmetrische Umschlingung reduziert Kippmomente, setzt aber Kanten- und Oberflächenschutz voraus.

Choker-/Kopfschlinge: Der Strang wird durch seine eigene Öse geführt und legt sich zu, erzeugt Haltekräfte durch Reibschluss. Tragfähigkeitsfaktor typ. ≈ 0,8 (reduziert gegenüber Geradezug wegen zusätzlicher Biegung und exzentrischer Lastpfade). Nicht geeignet für empfindliche Oberflächen ohne Schutz.

Besondere Einflüsse:

Neigungswinkel β: Je größer β (Bezugswinkel zur Vertikalen), desto höher die Strangzugkraft bei gleicher Last (T = (G / n_eff) / cos(β) im symmetrischen Idealfall).

Kanten und Oberflächen: Schutzmittel (Kantenschoner, Winkelprotektoren) sind erforderlich, um Kerb- und Abriebbeanspruchungen zu minimieren.

Temperatur, Chemie, Feuchte: Einfluss auf WLL von Textil- und Kettenmitteln; Herstellerangaben beachten.

Geometrischer Winkel- und Lastfaktor: Bei einem symmetrischen Zweistrang-Gehänge mit Gesamtlast G und Neigungswinkel β (gegen Vertikale) ergibt sich pro Strang T = (G / 2) / cos(β). Für den zwischen den Strängen eingeschlossenen Winkel α gilt β = α/2, sodass T = G / (2 · cos(α/2)). Mit zunehmendem α steigen T und die horizontale Krafteinleitung.

Drei- und viersträngige Gehänge: In der Praxis wird wegen Fertigungstoleranzen, Vorspannungsunterschieden und unterschiedlicher Dehnungen eine gleichmäßige Lastverteilung nicht garantiert. Deshalb wird häufig konservativ mit n_eff = 2 gerechnet (zwei tragende Stränge, die übrigen übernehmen wenig bis keine Last). Einige Normen und Hersteller geben hierfür Tragfähigkeitsklassen mit Reduktionsfaktoren an. Ein aktiver Lastausgleich (z. B. mit Ausgleichsköpfen oder Kettenfeinjustage) kann die Verteilung verbessern, ersetzt aber nicht die rechnerische Sorgfalt.

Steifigkeits- und Längenwirkung: Minimale Längenunterschiede oder Steifigkeitsstreuungen führen zu Lastüberhöhungen in einzelnen Strängen. Kettengehänge gleichen durch Gliedumlauf begrenzt aus; Drahtseilgelege sind torsions- und biegesteifer und können dadurch früh einzelne Stränge stark beanspruchen. Regelmäßiges Einmessen und Einstellen der Stranglängen reduziert diese Effekte.

Anschlagwinkelbegrenzung: Übliche zulässige Winkelbereiche sind 0–45° und 45–60° gegen die Vertikale, mit entsprechend deklarierten Tragfähigkeiten. Überschreitungen erhöhen T stark (cos(β) fällt), was die WLL schnell übersteigt und zusätzliche Querkraft in Anschlagpunkten erzeugt. Traversen vergrößern den Anschlagabstand und halten β klein.

Exzentrischer Schwerpunkt bei Mehrpunkthub: Liegt der COG nicht im Polygond der Anschlagpunkte, resultieren hohe Einzellasten in den nächstliegenden Strängen. Näherungen:

Zweipunktfall wie oben (T1 = G · d2 / (d1 + d2)).

Dreipunktfall: Lösbar über Kraft- und Momentengleichgewichte; mangels statischer Bestimmtheit oft auf zwei Hauptträger reduziert, dritter Strang dient zur Stabilisierung (T3 klein). Mess- oder Probeschwebung ist hier eine bewährte Praxis.

Bestimme G einschl. dynamischer Zuschläge (G_design = G · Überlastfaktor).

Lokalisiere den COG und definiere Anschlagpunkte so, dass das Hakenlot durch den COG geht oder Kippmomente kontrolliert sind.

Wähle die Anschlagtechnik (Geradezug, Korb, Choker) unter Berücksichtigung von Oberfläche, Geometrie, D/d, Kanten und Temperatur.

Dimensioniere Strangzahl und -winkel so, dass pro Strang T ≤ WLL_strang unter allen Betriebszuständen gilt (inkl. Winkel- und Technikfaktoren).

Für mehrsträngige Gehänge konservativ n_eff = 2 ansetzen, sofern kein nachweislicher Lastausgleich vorliegt.

Prüfe Lastaufnahmemittel auf Eignung zur Winkelreduktion und Momentenabtragung; beachte deren eigene WLL und Prüflastvorgaben.

Verifiziere in der Praxis durch Vorspannung, Probeschwebung und Sichtkontrolle; dokumentiere die Randbedingungen und getroffenen Annahmen.

Anschraubbare Ringschrauben/-muttern (z. B. DIN 580/582) für vertikale Zugrichtung

Dreh- und schwenkbare Anschlagpunkte (Schraub- oder Schweißausführung) für belastungsrichtungsunabhängige Anwendungen

Bolzen, Schäkel und Kranösen mit definiertem Bolzendurchmesser

Lastpfad und Ausrichtung: Die Lastlinie muss durch das Auge bzw. den Bolzen gehen; Querzug an Ringschrauben ist unzulässig, sofern das Bauteil nicht dafür vorgesehen ist. Schwenkbare Anschlagpunkte sind zu bevorzugen, wenn abweichende Zugrichtungen auftreten.

D/d-Verhältnis: Das Verhältnis des Umlenkdurchmessers D (Bolzen, Schäkelbügel, Aufnahmepunkt) zum Nenndurchmesser d des Anschlagmittels beeinflusst die Tragfähigkeit. Bei Drahtseilschlingen und Grommets verschlechtert ein zu kleiner Umlenkradius die Drahtseilspannung (Kerb- und Biegespannung); Hersteller geben Mindest-D/d-Werte an. Bei textilen Schlingen sind Biegeradien und Kantenpressungen kritisch; Kantenschutz ist vorzusehen.

Kanten- und Oberflächenschutz: Scharfe Kanten reduzieren die Tragfähigkeit, insbesondere bei textilen Schlingen. Schutzmäntel, Winkelauflagen oder Umlenkschuhe sind obligatorisch.

Einhaltung der Kennwerte: Die Working Load Limit (WLL) ist abhängig von Temperatur, Chemikalien- und UV-Einfluss, Verschleißzustand und der Anschlagart. Die Kennzeichnung am Anschlagmittel (Typenschild/Etikett) hat Priorität.

Verankerung im Bauteil: Einschraubtiefe, Werkstofffestigkeit, Gewindequalität und Einbaulage sind nach Herstellerangaben zu prüfen; Schweißanschlagpunkte benötigen eine dokumentierte Schweißverfahrensqualifikation.

Symmetrische Lastaufnahme: Die Umschlingung liegt mittig unter dem SP; beide Stränge sind gleich lang, Winkel und Vorspannungen sind identisch. Die Kräfteverteilung ist gleichmäßig, die resultierende Tragfähigkeit ist maximal.

Asymmetrische Lastaufnahme: Abweichungen in Stranglängen, Winkel oder in der Lage des SP bewirken ungleichmäßige Strangkräfte. Schon geringe Längenabweichungen können signifikante Lastspitzen erzeugen. Ausgleichselemente (Traversen, Lastverteilbalken, Kettenkürzer, Lastausgleichsringe) minimieren Exzentrizitäten.

Zweistrangige Aufnahme mit Winkel α zur Horizontalen je Strang: Strangspannung T = W / (2 · sin α), wobei W die Last ist. Alternativ bei Winkel β zur Vertikalen: T = W / (2 · cos β). Steile Winkel (großes α, kleines β) sind günstig.

Bei asymmetrischer SP-Lage ändern sich die Kräfte linear mit dem Hebelarm; ein statischer Vorabgleich (z. B. über Längenanpassung oder Spreizen der Anschlagpunkte) ist erforderlich.

Zusätzlich zu berücksichtigen: Rutschgefahr bei glatten Oberflächen; Rolltendenz runder Querschnitte; Bedarf an rutschhemmenden Zwischenlagen oder doppeltem Umschlingungsweg (Double Wrap) zur Erhöhung der Reibreserve.

Reduktion der Anschlagwinkel, um Strangzugkräfte zu verringern

Vermeidung von Quetschungen an sensiblen Lasten

Realisierung mehrpunktiger Lastabgriffe bei großer Bauteilbreite

Entkopplung von Drehmomenten und Minimierung seitlicher Einleitungen in die Last

Spreader (Druckstab mit Zugstreben): Kraftfluss primär als Druck im Mittelstab und Zug in den Schlingen; günstige Materialausnutzung, geringe Biegung.

Lifting Beam (Biege- bzw. Hebebalken): Aufnahme der Last über Biegung; universeller, aber schwerer.

Zweipunkt-Spreader mit Anschlagwinkel α (gegen Horizontalen): Strangzug T = W / (2 · sin α); Stabdruck C ≈ (W/2) · cot α. Kleine α führen zu großen Druckkräften und erhöhen das Knickrisiko.

Knicksicherheit: Nachweiskonzept über Euler-Knicklängen und Teilsicherheiten; ausreichende Führung gegen Ausknicken und torsionale Instabilitäten ist vorzusehen.

Anschlagpunkte: Abstände und Einhängelagen sind so zu wählen, dass der SP unter der Kranhakenlinie liegt; Verdrehsicherung gegen Torsion (z. B. über Doppelhaken oder Drehkranz) kann erforderlich sein.

Idealfall (symmetrisch, kein Abrutschen, ausreichender Biegeradius): Die Last wird durch zwei Stränge getragen; die theoretische Tragfähigkeit steigt bis zu etwa dem Doppelten der Einzeltragfähigkeit, reduziert sich jedoch durch den Anschlagwinkel.

Winkelbeiwert: Für zwei gleich belastete Stränge gilt der Kapazitätsfaktor K_α = 2 · sin α (bezogen auf die vertikale Nenntragfähigkeit eines Strangs), mit α als Winkel jedes Strangs zur Horizontalen. Beispiel: α = 60° → K_α ≈ 1,73; α = 45° → K_α ≈ 1,41; α = 30° → K_α = 1,0.

D/d- und Kontaktbedingungen: Kleine Umlenkradien im Lastkontakt sowie scharfe Kanten mindern die Tragfähigkeit durch zusätzliche Biege- und Kerbspannungen; bei textilen Schlingen ist ein breiter Auflageradius anzustreben.

Stabilität der Umschlingung: Bei runden Querschnitten und glatten Oberflächen kann der Basket Hitch zur Rotation oder zum Wandern neigen; ein doppelter Korbanschlag (Double Basket) oder zusätzliche Führung verhindert Verrutschen.

Reduktionsmechanismen:

Biegung und Querschnittsovalisation am Würgepunkt (insbesondere bei Drahtseilen)

Zunehmende Kontaktpressung und lokale Erwärmung

Reibungsbedingte Spannungsspitzen und ungleichmäßige Lastverteilung

Risiko des Aufschwingens und Losreißens bei stoßartigen Belastungen

Keine Verwendung bei Lasten mit unklarem Schwerpunkt ohne zusätzliche Sicherung

Erhöhtes Risiko der Beschädigung textiler Fasern durch Scher- und Presskräfte

Effektive Strangzahl: In der Praxis tragen bei drei- und viersträngigen Gehängen häufig nur zwei Stränge die Hauptlast; der dritte/vierte Strang dient der Stabilisierung. Tragfähigkeitstafeln berücksichtigen dies durch identische WLL für 3- und 4-strängig bei gleichen Winkeln.

Winkelbeiwert: Die Strangzugkräfte steigen mit kleiner werdendem Winkel zur Horizontalen. Hersteller geben Winkelbereiche (z. B. 0–45°, 45–60°) mit zugehörigen WLL an. Winkel > 60° zur Horizontalen sind in der Regel unzulässig.

Längentoleranzen: Kleine Längenunterschiede führen zu großen Lastunterschieden. Gehänge mit Verkürzungsklauen oder Feinjustage (Kettenkürzer, Turnbuckles) ermöglichen den Lastausgleich.

Exzentrischer Schwerpunkt: Die Aufteilung der Kräfte folgt der Geometrie. Eine einfache Überschlagsrechnung bei zwei Strängen mit horizontalem Abstand 2a und SP-Versatz x: Die Strangkräfte verhalten sich proportional zu den Hebelarmen; die näher am SP liegende Seite trägt mehr. Numerische Vorababschätzungen und, bei kritischen Lasten, FEM-gestützte Analysen sind angezeigt.

Kopfglied- und Zubehörbeanspruchung: Masterlink, Unterhaken, Schäkel und Ösen sind Bestandteil der Systemkette. Ihre Tragfähigkeit, Öffnungsweiten und Biegeradien begrenzen die Konfiguration. Querzug im Schäkel ist zu vermeiden.

Doppelter Korbanschlag (Double Basket): Zweifache Umschlingung um das Bauteil mit beiden Enden im Haken. Erhöht die Reibreserve und reduziert Rolltendenzen, besonders bei runden oder lackierten Oberflächen. Die realisierbare Tragfähigkeitssteigerung hängt von der Lastgeometrie und dem Kontakt ab; Herstellerkurven beachten.

Choker plus Basket (Kombinationsanschlag): Eine Seite als Choker, die andere als loses Ende oder zweiter Strang. Dient der Verdreh- und Lagesicherung länglicher Bauteile (z. B. Rohre). Tragfähigkeit richtet sich nach dem ungünstigsten Teilanschlag und den Winkelverhältnissen.

Bridle Hitch mit Traverse: Mehrpunktaufnahmen über Lastverteilbalken, um definierte Einleitpunkte an der Last zu bedienen. Vorteil: Kleine Strangwinkel, geringe lokale Pressungen; Nachteil: höherer Konstruktions- und Prüfaufwand.

Equalizing Rigging (Selbstnivellierung): Einsatz von Rollenköpfen, Ringen oder gleitfähigen Verbindungen, die eine automatische Lastgleichverteilung ermöglichen. Nur zulässig mit entsprechend zugelassenen Komponenten.

Grommets und endlose Rundschlingen: Endlose Drahtseil- oder Textilschlingen erlauben flexible Umschlingungen und haben spezifische D/d-Anforderungen. Bei Grommets wirken zweifache Lastpfade; die Bemessung folgt herstellerspezifischen Faktoren.

Kantenschutz- und Reibringe: Polymere oder metallische Schutzprofile verhindern Schnittschäden und erhöhen die Reibung. Sie sind in die Tragfähigkeitsbetrachtung einzubeziehen (z. B. Temperaturbeständigkeit).

Dreh- und Kippkontrolle: Taglines und drehgesicherte Haken (Wirbelhaken) reduzieren die Torsionseinleitung in die Anschlagmittel. Anlaufmomente durch Wind oder unsymmetrische Aerodynamik sind einzuplanen.

Temperatur- und Medienbeständigkeit: Ketten verlieren oberhalb bestimmter Temperaturen an Tragfähigkeit; textile Schlingen sind empfindlich gegenüber Chemikalien und UV. Geeignete Materialwahl und Reduktionsfaktoren sind umzusetzen.

Hebezangen (Greif- und Klemmtechnik): Mechanische Zangen arbeiten form- und/oder kraftschlüssig über Kniehebel, Exzenter oder Keilprinzip. Sie eignen sich für Bleche, Profile, Rohre oder Betonfertigteile, vorausgesetzt definierte Kanten- oder Greifbereiche sind vorhanden. Grenzen ergeben sich durch Schmierung/Verschmutzung (Reibwertreduzierung), empfindliche Oberflächen (Druckstellen), minimale Materialstärken und Schrägzug. Typische Maßnahmen sind gezahnte oder gummierte Greifbacken, Sicherungsriegel gegen unbeabsichtigtes Öffnen, sowie Zughilfen zur Ausrichtung. Der zulässige Neigungswinkel und die Lastreduzierung bei Schrägzug sind zwingend zu beachten (Herstellerangaben, EN 13155).

Vakuumheber: Ihr Tragvermögen ergibt sich aus wirkender Druckdifferenz und wirksamer Saugflächen, abhängig von Dichtigkeit und Oberflächenbeschaffenheit. Glatte, wenig poröse Werkstoffe (Metall, Glas, beschichtetes Holz, glatte Betonfertigteile) sind ideal; poröse oder raue Oberflächen erfordern Hochleistungsaggregate, geeignete Dichtlippen/Foamdichtungen und größere Sauger. Sicherheitsrelevante Ausstattungen sind mehrkreisige Systeme oder Vakuumspeicher mit Rückschlagventilen, kontinuierliche Überwachung von Unterdruck, optisch/akustische Warnungen sowie energieautarke Puffer bei Stromausfall. Temperatur, Feuchtigkeit, Chemikalien und Kantensituationen bestimmen die Saugerwahl. Für Kipp- und Schwenkfunktionen sind drehbare Kreuztraversen mit Verriegelungen Stand der Technik.

Magnetheber: Permanentmagnete und elektropermanente Systeme halten die Last ohne Dauerenergiebedarf; Elektromagnete benötigen dauerhafte Versorgung und erfordern daher Notstrom-/Batteriekonzepte und zusätzliche Schutzmaßnahmen. Tragfähigkeit ist stark abhängig von Werkstoffgüte (Permeabilität), Materialdicke (Sättigung), Luftspalt (Lack, Zunder), Oberflächenrauheit und Temperatur. Austenitische Stähle sind in der Regel ungeeignet. Sicherheit erfordert Halte- und Löseverriegelungen, Zustandsüberwachung (Feld-/Stromsensorik), definierte Testplatten sowie organisatorische Maßnahmen (kein Transport über Personen). Normative Anforderungen finden sich u. a. in EN 13155 sowie den einschlägigen Sicherheits- und Maschinenstandards.

Kettenzüge mit kurzer Bauhöhe, kompakte Katzen und flache Laufkatzen reduzieren das Einbaumaß. Frequenzumrichter mit Mikrohubbetrieb erlauben feinfühliges Positionieren, Antischwing-Funktionen minimieren Pendeln.

Leichtkrane auf Aluminium-/Stahlprofilbahnen (Decken- oder Ständersysteme) senken die Bedienkräfte und ermöglichen ergonomisches, punktgenaues Handling bis in Randzonen. Schwenkkrane und Knickarm-Manipulatoren erschließen Ecken und unterbauten Raum, optional mit Dreh-/Schwenkeinheiten an Vakuum- oder Zangengreifern.

Kollisionsvermeidung in dicht belegten Zonen erfolgt über Endschalter, Soft-Limits, zonenbasierte Geschwindigkeitsreduzierung und bump-stop-Elemente. In explosionsgefährdeten Bereichen sind ATEX-geeignete Antriebe, Sauger und Steuerungen vorzusehen.

Bauliche Aspekte: ausreichend dimensionierte Befestigungen (Traglastnachweise für Decke/Unterzüge), Schwingungsentkopplung, Geräuschreduktion sowie gute Zugänglichkeit für Wartung.