Dimensionskriterien für die Auslegung und Beschaffung

Die Hubklasse charakterisiert die Elastizität des Krantragwerks und wirkt sich auf den Hublastbeiwert aus. Eine steifere Bauweise (z. B. HC3) führt zu höheren dynamischen Belastungen und erfordert höhere Sicherheitsfaktoren, aber auch geringere Durchbiegungen. Die S‑Klasse (Beanspruchungsgruppe) beschreibt die Anzahl der erwarteten Spannungsspiele während der Lebensdauer. Je häufiger und schwerer der Kran belastet wird, desto höher muss die Beanspruchungsgruppe gewählt werden.

Die Tabelle zeigt eine Auswahl typischer Kombinationen von Hub‑ und S‑Klassen für verschiedene Kranarten (nach EN 13001 und den früheren DIN‑Einstufungen). Sie illustriert den Übergang von DIN 15018 zu EN 13001.

Die Wahl der Hub‑ und S‑Klasse beeinflusst Lastannahmen, dynamische Faktoren und Ermüdungsnachweise. Sie bildet damit die Grundlage für die statische und konstruktive Auslegung.

• Nennlast (Rated load) – Häufigkeit, mit der die Nennlast oder ein hoher Prozentsatz davon gehoben wird.

• Betriebsdauer (Service) – Gesamtstunden in Betrieb pro Tag.

• Anzahl der Hübe – durchschnittliche Hebe‑ und Fahrspiele pro Stunde.

• Transportweg (Distance) – durchschnittliche Länge jeder Bewegung.

Anhand des Lastspektrums (Q1 – Q4) und der Anzahl der Lastspiele werden die Klassen A2 – A8 zugeordnet. Leichte Krane mit sporadischer Nutzung fallen in die Klassen A1–A4, Krane für Dauerbetrieb mit hohen Lasten (z. B. Magnet‑ oder Schrottplatzkrane) in A6–A8. Die Wahl einer höheren Klasse erhöht die konstruktiven Sicherheitsreserven, aber auch die Anschaffungs‑ und Wartungskosten.

Für Hebezeuge werden gemäß FEM 9.511 Triebwerksgruppen M1 – M8 definiert. Sie berücksichtigen den prozentualen Einschaltdauer‑Zyklus (ED) und die kumulierte Betriebsdauer. Mechanismen der Gruppe M5 sind beispielsweise für tägliche Betriebszeiten von 30 – 60 Minuten und eine Gesamtlebensdauer von 1 600 Betriebsstunden ausgelegt, während M8‑Mechanismen bis zu 50 000 Betriebsstunden erlauben. Diese Einstufung ist wichtig für die Auswahl von Hebe‑ und Fahrmotoren und beeinflusst Wartungsintervalle und Lebensdauer.

• Bauaufgabe und Geometrie – Größe und Form des zu bedienenden Bauwerks bzw. der Halle bestimmen die erforderliche Ausladung und Hakenhöhe.

• Gelände und Aufstellbedingungen – Tragfähigkeit des Untergrunds, verfügbare Stellfläche und eventuelle Hindernisse legen die Kranbauform (stationär, mobil, Schienenführung) fest.

• Lasten – die größte Einzellast und das zu transportierende Materialvolumen beeinflussen die Tragfähigkeit und das Lastmoment. Die BCLG‑Abhandlung nennt als wesentliche Kenngrößen Nennlastmoment, maximale Hakenhöhe, maximale Ausladung und maximale Tragfähigkeit.

• Betrieb – Anzahl der Krane, Nutzungshäufigkeit und Betriebsdauer bestimmen die Beanspruchungs‑ bzw. S‑Klasse.

Eine zentrale Kenngröße für die Dimensionierung ist das Lastmoment (Nennlastmoment). Es wird als Produkt aus Traglast und Ausladung definiert. Das Lastmoment definiert die Leistungsfähigkeit eines Krans und ist meist in Lastmomentkurven des Herstellers angegeben. Für einen vorgegebenen Lastmoment lässt sich die Tragfähigkeit bei verschiedenen Auslegerlängen berechnen. Bei einem Lastmoment von 24 tm und Auslegerlängen von 8 m, 15 m und 30 m ergeben sich Tragfähigkeiten von 3,0 t, 1,6 t bzw. 0,8. Dieses Beispiel verdeutlicht, dass die Traglast mit zunehmender Ausladung stark abnimmt. Die Maximalleistung des Hubwerks (z. B. Zugkraft 2,4 t) begrenzt die Tragfähigkeit bei kleiner Ausladung.

Die notwendige Hakenhöhe ergibt sich aus mehreren additiven Komponenten: Bauwerk + Arbeitsraum + Sicherheitsabstand + Last + Lastaufnahmemittel. Dabei werden etwa 2,5 m für den Arbeitsraum von Personen und rund 1 m als Sicherheitsabstand angesetzt. Auch die Höhe des zu hebenden Bauteils und der verwendeten Lastaufnahmemittel müssen berücksichtigt werden. Diese Summe bildet die minimal erforderliche Hubhöhe.

Die Reichweite des Krans (Auslegerlänge) wird so gewählt, dass das Bauwerk und die Be‑ bzw. Entladeflächen vollständig überstrichen werden. Die Ausladung ist das Maß zwischen Kranmittelpunkt und äußerstem Arbeitspunkt; sie muss größer sein als die erforderliche Ausladung und berücksichtigt Sicherheitsabstände. Die erforderliche Ausladung hängt von der Bauwerksgeometrie, Baugrubenbreite, Böschungswinkel, Arbeitsraum (mindestens 0,5 m nach DIN 4124) und Fundamentüberstand ab.

Für stationäre Krane ist die Ballastierung des Turms und Gegenauslegers entscheidend, um Kippmomente auszugleichen. Das Gewicht des Zentralballastes hängt von Hakenhöhe, Auslegerlänge und Kranunterbau ab. Hersteller geben Ballastierungs­tabellen an, aus denen das notwendige Gegengewicht ablesbar ist. Die fundamentale Aufstellung erfordert tragfähigen Untergrund; Turmdrehkrane werden häufig auf einem betonierten Fundament mit einbetonierten Ankern montiert, während Säulenschwenkkrane alternativ mit Verbundankern auf Betonböden befestigt werden können. Für Krane bis 3 000 kg Tragfähigkeit bei 5 m Höhe ist eine Ausschachtung von 1 m Tiefe erforderlich, während Verbundankerplatten auf vorhandenen Betonböden eine schnelle Montage ermöglichen.

Beim Aufstellen müssen Sicherheitsabstände zu Baugruben, Gräben und elektrischen Leitungen eingehalten werden. Für geböschte Baugruben sollen Krane mit Gesamtgewicht bis 12 t mindestens 1,0 m Abstand, über 12 t mindestens 2,0 m Abstand zum Böschungsfuß einhalten. Bei Baugruben mit Normverbau betragen die Mindestabstände 0,6 m bzw. 1,0 m. Zu elektrischen Freileitungen sind je nach Spannung 1–5 m Abstand erforderlich. Diese Abstände müssen bei der Standortplanung berücksichtigt werden.

Die Anzahl der benötigten Krane richtet sich nach der Anzahl und Dauer der Einzeltransporte, der Anzahl gleichzeitig zu bedienender Arbeitskolonnen und der Bauwerksgeometrie. Die Kranstandorte sollten so gewählt werden, dass alle Bereiche erreichbar sind und sich die Krane nicht gegenseitig behindern. Bei der Auswahl des Standortes sind zudem Stellfläche und Sicherheitsabstände zu analysieren; Krane sollten möglichst im Schwerpunkt der Maßnahme oder parallel zur Längsachse des Bauwerks stehen.

Die EmpfBS 1113 betont, dass vor der Beschaffung die Umgebungsbedingungen des Arbeitsplatzes detailliert ermittelt werden müssen. Dazu gehören begrenzter Bewegungsraum, Spritzwasser, korrosive Umgebung, Vibrationen, Zugangsmöglichkeiten, Temperatur, Lärm, Transportbedarf, Wetterbedingungen und Naturereignisse. Es ist zudem zu prüfen, wie die Krananlage selbst die Umgebung beeinflusst (Staub, Lärm, Hitze, explosionsfähige Atmosphäre) und welche Wechselwirkungen zu erwarten sind.

Stationäre Krane benötigen ausreichende Stellfläche für Montage und Wartung. EmpfBS 1113 nennt die Klärung des Platzbedarfs für Wartungs‑ oder Instandhaltungsarbeiten sowie die Ermittlung eventueller Bau‑ oder Stahlbauarbeiten für Fundamente, Untergründe oder Einbaugerüste. Zudem müssen erforderliche Anschlüsse (Stromversorgung, Kühl‑ oder Druckluft, Wasser, Inertgase) und die Infrastruktur für Medienversorgung frühzeitig berücksichtigt werden.

Für verfahrenstechnische Anlagen sind Betriebs‑ und Verfahrensparameter an Schnittstellen zu vorhandenen Arbeitsmitteln zu betrachten. Zudem müssen ergonomische Aspekte, Zugangsmöglichkeiten, Sicherheitsabstände, Störungsbeseitigung, Brandschutz, Explosionsschutz und Schutz vor Fehlbedienung berücksichtigt werden.

Die Kompetenz der Beschäftigten beeinflusst die Wahl des Krans. Zusätzliche Qualifikationen wie Befähigungsnachweise nach § 12 Abs. 3 BetrSichV sind ggf. erforderlich. Instandhaltungsanforderungen (Prüffristen, Wartungsintervalle, notwendige Hilfsmittel) sollten bereits in der Planungsphase berücksichtigt werden.

• Bedarf ermitteln und Anforderungen festlegen – technische, organisatorische und sicherheitsrelevante Anforderungen ermitteln und dokumentieren.

• Auswahl des Arbeitsmittels und des Auftragnehmers – anhand der festgelegten Kriterien geeignete Kranarten, Hersteller und Lieferanten vergleichen.

• Auftrag erteilen – vertragliche Regelungen definieren, Verantwortung für Konformität und CE‑Kennzeichnung klären.

• Lieferung und Montage – Lieferung, Bauarbeiten, Montage und Abnahme koordinieren.

• Bereitstellung zur Nutzung – Unterweisung des Personals, Durchführung der Erstprüfung und Übergabe an den Betreiber.

Zu Beginn ist festzulegen, welche Personen am Beschaffungsprozess beteiligt werden. Laut EmpfBS 1113 sollen Personen mit besonderem Fachwissen (z. B. Fachkräfte für Arbeitssicherheit), zukünftige Nutzer, Betriebsarzt und Betriebsrat einbezogen werden. Die Auswahl der Beteiligten hängt von der Komplexität des Krans, seiner Bedeutung für die Produktion und der Häufigkeit der Beschaffung ab.

Die Analyse umfasst die genaue Beschreibung der Arbeitsaufgaben und Einsatzorte des Krans, die Ermittlung der Umgebungs‑ und Aufstellungsbedingungen sowie der Prozess‑ und Sicherheitsanforderungen. Auch die personellen Ressourcen und erforderlichen Qualifikationen des Betriebspersonals sind festzustellen.

Auf Basis der Bedarfsanalyse werden die technischen Anforderungen festgelegt. Die Planung muss Tragfähigkeit, Hubhöhe, Spannweite, Auslegerlänge, Anzahl der Arbeitszyklen und gewünschte Steuerungs‑ und Sicherheitsfunktionen berücksichtigen. Eine besondere Rolle spielt die Klassifikation nach EN 13001 und ISO 4301‑1, da sie die Auslegung und Materialauswahl beeinflusst. Für Krane mit vorwiegendem oder ständigem Nennlastbetrieb, Greifer‑ oder Magnetbetrieb werden höhere Einstufungen bis HC4 S9 erforderlich.

Bei der Vergabe des Auftrags ist zu klären, wer die Herstellerverantwortung für das verwendungsfertige Arbeitsmittel übernimmt. Werden Komponenten bauseitig gestellt, ist vertraglich zu vereinbaren, dass der Auftragnehmer eine Einbauerklärung liefert und der Arbeitgeber das Konformitäts­bewertungsverfahren abschließt. Nur so ist eine gültige EU‑Konformitätserklärung und CE‑Kennzeichnung gewährleistet.

Die Lieferung der Krananlage umfasst Anlieferung, eventuelle Fundamentarbeiten, Montage und Inbetriebnahme. Krane mit mehr als 1 000 kg Tragfähigkeit oder mehreren kraftbetriebenen Bewegungen unterliegen einer behördlichen Abnahme. Nach Montage müssen gemäß BetrSichV und DGUV Vorschrift 52 (früher VBG 9) Erstprüfung und regelmäßige Prüfungen durchgeführt werden.

Die FM‑Connect.com Network GmbH beschreibt die Planungs‑ und Projektierungsphase von Krananlagen als integralen Bestandteil des Facility Managements. Planungen basieren auf DIN EN 13001 und der Betriebssicherheitsverordnung. In enger Zusammenarbeit mit dem Auftraggeber werden technische Spezifikationen, Standortanforderungen und Einsatzbedingungen ermittelt und zu einem maßgeschneiderten Konzept zusammengeführt.

Wichtige Aspekte der Bedarfsanalyse sind eine detaillierte Analyse der betrieblichen Anforderungen und Betriebsabläufe, die Berücksichtigung von Tragfähigkeiten, Hubhöhen, Spannweiten und spezifischen Einsatzbedingungen. Bei Sonderlösungen wie Brücken‑, Portal‑ oder Auslegerkranen werden individuelle Konzepte entwickelt. Die technische Planung nutzt CAD‑ und BIM‑Software und integriert moderne Technologien wie Automatisierung, Sicherheitsfeatures und energieeffiziente Antriebe. Das Projektmanagement koordiniert Beschaffung und Installation, erstellt einen detaillierten Projektplan mit Meilensteinen, Zeitrahmen und Kostenkontrolle und begleitet die Inbetriebnahme sowie Abnahmen.