Grundlagen: Schwenkkrane

• Wand- bzw. Konsolenschwenkkran: An einer tragfähigen Wand, Stütze oder Hallenstütze befestigt. Der Schwenkbereich ist konstruktiv durch Anschläge und die Umgebung begrenzt. Vorteile sind geringe Grundfläche und einfache Montage, Einschränkungen entstehen durch Gebäudegeometrie und Lastabtragung in die Struktur.

• Säulenschwenkkran: Über eine freistehende, in einem Fundament verankerte Säule (Mast) realisiert. Er bietet häufig 360 Grad Schwenkbereich und eine vom Gebäude weitgehend unabhängige Tragstruktur. Vorteile sind hohe Flexibilität und definierte Lastpfade ins Fundament, bei höherem Platz- und Montageaufwand.

• Tragfähigkeit WLL (siehe unten), typischerweise 80 kg bis 5 t.

• Ausladung (Radius) als horizontaler Abstand zwischen Drehachse und Hakenmittelpunkt.

• Schwenkbereich, meist 180 bis 270 Grad bei Wandkranen und bis 360 Grad bei Säulenkranen.

• Hubhöhe (Hakenweg), Hub- und Schwenkgeschwindigkeiten, Einschaltdauer und Lastkollektiv.

Die Duty Class beschreibt die Beanspruchungsgruppe eines Krans oder Kranteils in Abhängigkeit von Lastkollektiv und Nutzungsintensität.

• ISO-Mechanismusklassen M1 bis M8 (ISO 4301-1): Kombination aus Nutzungsgrad (Anzahl Lastspiele über die Lebensdauer) und Lastkollektiv (mittlerer Lastanteil).

• FEM-Klassen (FEM-Richtlinien für Hubwerke): insbesondere 1Bm, 1Am, 2m, 3m, 4m für Serienhubwerke.

• FEM 1Bm ≈ ISO M3

• FEM 1Am ≈ ISO M4

• FEM 2m ≈ ISO M5

• FEM 3m ≈ ISO M6

• FEM 4m ≈ ISO M7

Die Wahl der Duty Class beeinflusst Auslegung, Lebensdauer und Wartungsanforderungen.

• Säule bzw. Wandkonsole: Primärtragglied, das die vertikale Drehachse aufnimmt und Lasten in Fundament oder Bauwerk abträgt. Bei Säulenkranen erfolgt die Befestigung über Ankerkörbe oder chemische Anker in einem bewehrten Fundament.

• Schwenklager bzw. Drehverbindung: Lagerstelle zwischen Säule/Konsole und Ausleger. Je nach Baugröße als Gleitlager mit Lagerschale oder als Wälzlager (z. B. Rollenkranz) ausgeführt. Es überträgt vertikale Lasten, Horizontalkräfte und das Schwenkmoment.

• Ausleger (Jib): I-, H- oder Kastenträger, über den die Laufkatze verfahren wird. Varianten:

• Niederflur-Konstruktion mit integrierter Laufbahn zur Maximierung des Hakenwegs.

• Abgespannter Ausleger mit Zugstrebe zur Reduktion der Eigenmasse bei gleicher Ausladung.

• Schwenkantrieb: manuell (Schub am Ausleger), handkettengetrieben oder motorisch (Getriebemotor mit Reibrad, Zahnkranz oder Direktantrieb). Motorisch schwenkende Systeme umfassen Antrieb, Bremse und ggf. Frequenzumrichter für sanftes Anfahren und Positionieren.

• Anschläge und Endanschläge: definieren den Schwenkbereich und verhindern Kollisionen mit baulichen Hindernissen. Elektrische Näherungsschalter können für Vorabschaltung und Endabschaltung eingesetzt werden.

• Schleifringkörper bzw. Kabelleitungen: bei 360 Grad Schwenkbereichen ermöglichen Schleifringe die ununterbrochene Energie- und Signalübertragung; alternativ werden Kabelschleppen oder Energieschienen genutzt.

• Laufkatze: trägt das Hubwerk und verfährt entlang des Auslegers. Antrieb manuell (Schieben) oder motorisch (Reibradantrieb oder Zahnradtrieb). Endanschläge begrenzen den Fahrweg.

• Hubwerk: häufig elektrischer Kettenzug, seltener Seilzug. Wesentliche Komponenten:

• Motor mit Bremse, Getriebe, Ketten- bzw. Seiltrommel.

• Hubeinrichtung mit Lastkette oder -seil, Lasthaken mit Sicherheitsfalle.

• Überlastsicherung, z. B. Rutschkupplung (Kettenzug) oder elektronischer Lastbegrenzer.

• Endschalter für oberen und unteren Hakenweg, ggf. Notendschalter.

Pendeltaster, Funkfernsteuerung oder stationäre Bedienstation. Häufig mit Feinhub-Funktion (zwei Geschwindigkeiten) oder stufenlos per Frequenzumrichter für präzises Handling.

• Zuleitung zum Ausleger: Energiekette, fest verlegte Leitung oder Ringleitung.

• Energiezuführung entlang des Auslegers: Schleppkabel mit Leitungswagen, Energiekette oder Stromschiene.

• Schutzarten und -klassen: Auswahl der Komponenten nach Umgebungsbedingungen (Staub, Feuchte, Temperatur) sowie EMV-Anforderungen.

• Mechanische Schutzvorrichtungen: Endanschläge, Puffer, Fangvorrichtungen an Laufkatzen.

• Elektrische Sicherheitsfunktionen: Not-Halt, Überlastabschaltung, Phasen- und Unterspannungsschutz, Drehfeldüberwachung.

• Kennzeichnung: Typenschild mit WLL, Baujahr, Seriennummer, CE-Kennzeichnung; Lastmoment- und Warnhinweise am Kran.

• Technische Dokumentation: Betriebsanleitung, Konformitätserklärung, Prüfprotokolle (Erstprüfung, wiederkehrende Prüfungen).

• Säulenschwenkkrane: Fundamentbemessung nach Lasten und Momenten (Eigengewicht, Last, Dynamik). Ausführung mit Ankerkorb, Schablone und nivellierbarer Grundplatte; Kontrolle der Einbindetiefe und der Randabstände.

• Wandschwenkkrane: Befestigung an tragfähigen Strukturen (Stahlstütze, Stahlbeton). Nachweis der Unterkonstruktion einschließlich Dübelbemessung und Schwingungsübertragung.

• FEM-Richtlinien strukturieren die Beanspruchungsgruppen für Hubwerke in Klassen 1Bm, 1Am, 2m, 3m und 4m. Sie leiten sich aus Lastspielzahl und mittlerem Lastverhältnis ab und sind direkt auf die Auslegung und Auswahl von Ketten- und Seilzügen anwendbar.

• Verbreitete Zuordnung:

• 1Bm: leichte Beanspruchung, geringe Lastspiele (entspricht etwa ISO M3).

• 1Am: mittlere Beanspruchung (etwa ISO M4).

• 2m: erhöhte Beanspruchung (etwa ISO M5), typisch für häufige Taktung.

• 3m: schwere Beanspruchung (etwa ISO M6), z. B. Mehrschichtbetrieb.

• 4m: sehr schwere Beanspruchung (etwa ISO M7), für extrem hohe Lastspiele.

Ein Hubwerk mit Klasse 2m oder 3m ist für viele industrielle Schwenkkrananwendungen mit häufiger Nutzung zweckmäßig. Ein ausgewiesenes „FEM M4“ ist als 1Am/ISO M4 zu interpretieren und deckt moderate Taktungen ab.

• Konstruktion und Bemessung:

• EN 13001 (Reihe): Allgemeine Grundsätze für die Kranbemessung (Grenzzustandskonzept, Teilsicherheitsbeiwerte).

• Aktuelle Herstellerregeln und FEM-Richtlinien für Serienhubwerke ergänzen die EN-Grundsätze.

• EN 13155: Abnehmbare Lastaufnahmemittel.

• Produktnormen für Kettenzüge und Seilzüge (z. B. EN 14492-2 für kraftbetriebene Hubwerke).

• Maschinenrichtlinie 2006/42/EG: grundlegende Sicherheits- und Gesundheitsschutzanforderungen, CE-Konformität.

• ISO 9927 (Reihe): Inspektionen von Kranen.

• ISO 12482: Überwachung des Kranbetriebs (Condition Monitoring) zur vorausschauenden Wartung.

Erst- und wiederkehrende Prüfungen mit Prüflast, in der Regel 1,1-fache der WLL, gemäß nationalen Vorschriften und Herstellerangaben.

• Bemessungslebensdauer: in Lastspielen definiert; Grundlage für die Auswahl der Mechanismusklasse.

• Dynamische Faktoren: Berücksichtigung von Stoßlasten, Anfahr- und Bremsvorgängen, Schwingungen. Frequenzumrichter und sanfte Anfahrcharakteristik reduzieren dynamische Lasten und erhöhen die Lebensdauer.

• Einschaltdauer und thermische Dimensionierung: Die ED der Antriebe bestimmt Dauer- und Kurzzeitbelastbarkeit. Für häufiges Positionieren sind Motoren mit höherer ED und Bremsen mit erhöhter Schaltfestigkeit erforderlich.

• Wartungs- und Instandhaltungsstrategie: Klassifikation und Einsatzprofil steuern Inspektionsintervalle, Schmierpläne und Austauschfristen von Verschleißteilen (z. B. Ketten, Bremsbeläge).Für Rückfragen stehe ich gerne zur Verfügung. Vielen Dank vorab.