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Krananlagen: Tragfähigkeit (SWL/WLL)

Facility Management: Krananlagen » Krananlagen » Last, Tragfähigkeit & Beanspruchung » Tragfähigkeit

Krananlagen: Tragfähigkeit (SWL/WLL)

Tragfähigkeit

Krananlagen und Hebezeuge sind im Facility Management (FM) allgegenwärtig – in Werkstätten, Instandhaltungsbereichen, Laboren, der Haustechnik ebenso wie in Produktionsnahen Services. Sie bewegen Anlagenkomponenten, Baugruppen, Werkzeuge, Gebinde und Ersatzteile; sie sichern Eingriffe an Dachaggregaten, Lüftungszentralen oder Kühlanlagen ab; sie unterstützen bei Turnarounds, Umbauten und Störungsbeseitigungen. Typische Systeme sind Laufkrane und Portalkrane, Schwenk- und Säulendrehkrane, Leichtkransysteme, Monorails sowie Elektrokettenzüge, Seilzüge und manuelle Hebezeuge. Hinzu kommen Anschlagmittel und Lastaufnahmeeinrichtungen wie Kettengehänge, Schäkel, Drahtseile, Hebebänder, Rundschlingen, Traversen, Greifer, Magnet- oder Vakuumheber.

Gerade im FM ist die Landschaft heterogen: unterschiedliche Baujahre und Hersteller, wechselnde Einsatzprofile, variierende Dokumentationsqualität sowie der parallel stattfindende Einsatz von eigenem Personal und Fremdfirmen. Diese Vielfalt erhöht die Komplexität der sicheren Lastaufnahme. Eine zentrale Rolle spielt dabei die „sichere Tragfähigkeit“ als Summe aus korrekt ausgelegten, gekennzeichneten und zueinander passenden Komponenten – vom Kran über das Hebezeug bis zum Anschlag- und Lastaufnahmemittel. Fehler in der Beurteilung oder Kommunikation der zulässigen Lasten gehören zu den häufigsten Ursachen von Beinaheereignissen und Schadensfällen.

Lastannahmen und Traglastnachweise bei Kransystemen

Sichere Tragfähigkeit ist kein Selbstzweck, sondern der Dreh- und Angelpunkt für:

  • Personensicherheit: Versagen unter Last führt zu Absturz, Quetsch- und Scherunfällen.

  • Anlagenschutz: Beschädigungen an Maschinen, Gebäudestrukturen oder Medienführungen können Wochenstillstände nach sich ziehen.

  • Rechts- und Normenkonformität: Betreiberpflichten aus EU-Recht, nationalen Gesetzen und Regeln der Unfallversicherungsträger greifen unmittelbar; Verstöße können zivil- und strafrechtliche Folgen haben.

  • Verfügbarkeit und Kosten: Geplante Eingriffe werden nur terminsicher, wenn Tragfähigkeiten sauber bestimmt, geprüft und dokumentiert sind; Fehlgriffe erzeugen Mehrkosten, Nacharbeiten und Stillstände.

  • Reputation und Auditfähigkeit: Versicherer, Kunden und Auditoren erwarten eine konsistente, nachvollziehbare Praxis der Lastbewegung – inklusive eindeutiger Kennzeichnung und lückenloser Prüfnachweise.

Betrieb

Im Betrieb treffen statische und dynamische Einflüsse zusammen: Anschlagwinkel, Kanten, Temperatur, Oberflächenbeschaffenheit, Reibung, Anzahl der Parten, Schwingungen und Bedienweise (ruckfrei vs. stoßartig) verändern die tatsächlich wirkende Beanspruchung. Der Grundsatz „maßgebend ist der kleinste Wert“ gilt über die gesamte Kette der Lastübertragung. Wer dies nicht systematisch berücksichtigt, unterschätzt Risiken.

Typische Fehlanwendungen und Ursachen von Überlast

  • Verwechslung von Bezeichnungen (SWL, WLL, MBL, Nennlast) und daraus resultierende Fehlinterpretationen.

  • Unvollständige oder fehlende Kennzeichnung von Anschlagmitteln; Etiketten abgerissen, Stempel unleserlich.

  • Mischen unterschiedlicher Güteklassen und Komponenten, die nicht miteinander freigegeben sind.

  • Nichtbeachtung von Anschlagwinkeln; Überschreitung der zulässigen Neigungswinkel bei Mehrstranggehängen.

  • Einsatz bei Temperaturen, Oberflächen- oder Umgebungsbedingungen außerhalb der zulässigen Bereiche (z. B. heiße Medien, scharfkantige Bauteile, ölige Oberflächen bei Magnet/Vakuum).

  • Unterschätzung dynamischer Zusatzlasten durch ruckartiges Heben, Schwingenlassen oder Anfahren mit Schlag.

  • Fehlende Einbindung des Eigengewichts von Traversen oder Lastaufnahmemitteln in die Lastbilanz.

  • Nutzung gealterter, korrodierter oder beschädigter Anschlagmittel mangels konsequenter Aussortierlogik.

Befunde

Diese Befunde verdeutlichen die Notwendigkeit eines praxisnahen, normgestützten Leitfadens, der Begriffe schärft, Zuständigkeiten klärt und eine robuste Entscheidungslogik für die konkrete Hebeaufgabe bereitstellt.

Terminologie, Aufgabenstellung und Geltungsbereich

Im Hebe- und Anschlagbetrieb sind eindeutige Begriffe und konsistente Bemessungsgrundlagen entscheidend für Sicherheit, Konformität und die Kommunikation zwischen Hersteller, Betreiber und Prüforganisation. Die nachfolgenden Definitionen basieren auf dem in Europa und Deutschland etablierten Normen- und Rechtsrahmen (u. a. harmonisierte EN-Normen, BetrSichV und DGUV-Regelwerk) und adressieren die Kerngrößen, die für Auswahl, Auslegung, Kennzeichnung, Prüfung und Betrieb von Kranen, Hebezeugen, Lastaufnahmeeinrichtungen und Anschlagmitteln maßgeblich sind. Sie bilden die Grundlage für die in späteren Kapiteln dargestellten Berechnungen, Nachweise und Betriebskonzepte.

SWL und WLL: Definitionen und historische Entwicklung

  • SWL (Safe Working Load): Historisch gebräuchliche Bezeichnung für eine zulässige Last im Betrieb. Der Begriff entstammt insbesondere dem britischen Sprachraum und älteren deutschen Regelwerken. Er gilt heute als unscharf, weil „safe“ eine absolute Sicherheit suggeriert und weil SWL teils uneinheitlich verwendet wurde (für Maschinen, Anschlagmittel oder konfigurative Grenzwerte).

  • WLL (Working Load Limit): Aktuell in europäischen Produktnormen und im deutschen Regelwerk verankerte Bezeichnung für die zulässige Arbeitslast bzw. Tragfähigkeit eines Anschlagmittels oder einer Lastaufnahmeeinrichtung unter definierten Einsatzbedingungen. Die WLL wird vom Hersteller festgelegt und ist am Produkt dauerhaft zu kennzeichnen. Für Anschlagmittel und Lastaufnahmeeinrichtungen sprechen die EN-Normen explizit von WLL; im Deutschen entspricht dies der „zulässigen Tragfähigkeit“ bzw. „zulässigen Arbeitslast“.

Praktische Konsequenz:

  • Im Betrieb dürfen Anschlagmittel ausschließlich bis zur angegebenen WLL (unter Berücksichtigung von Modifikations- bzw. Betriebsfaktoren wie Neigungswinkel, Temperatur, Symmetrie) belastet werden.

  • Für Krane/Hebezeuge wird im deutschsprachigen Raum typischerweise mit Traglast/Nennlast gearbeitet; bei Lastaufnahmemitteln und Anschlagmitteln ist WLL die maßgebliche Größe.

MBL/Bruchlast (Minimum Breaking Load, Mindestbruchkraft)

  • Definition: Die MBL (auch Mindestbruchkraft, Bruchlast) ist die geringste garantierte Last, bei der ein neues, einwandfreies Bauteil unter standardisierten Prüfbedingungen versagt (Bruch). Sie ist eine materialspezifische bzw. konstruktive Grenzgröße und dient dem Nachweis gegenüber der WLL, nicht als Betriebsgrenze.

  • Einordnung: MBL ist keine zulässige Betriebsgröße. Der Bereich zwischen WLL und MBL stellt die „Sicherheitsreserve“ dar, aus der der jeweilige Design- bzw. Sicherheitsfaktor abgeleitet ist.

  • Beispiele (typische, normspezifische Richtwerte – genaue Werte siehe jeweilige Produktnorm): Rundstahlketten für Anschlagzwecke (z. B. EN 818): MBL typischerweise etwa vierfach der WLL (Sicherheitsfaktor ≈ 4); die vorgeschriebene Prüf-/Probelast liegt darunter (siehe unten).

  • Textilbänder/Rundschlingen (EN 1492): Sicherheitsfaktor häufig 7; MBL ≈ 7 × WLL.

  • Drahtseilgehänge (EN 13414/EN 13411-Reihe): üblicher Sicherheitsfaktor 5, d. h. MBL ≈ 5 × WLL.

  • Schäkel (z. B. EN 13889): häufig MBL ≈ 6 × WLL.

Proof Load/Prüflast (Erproblast)

  • Definition: Die Prüf- oder Erproblast ist eine in der Produktion oder im Rahmen von wiederkehrenden Prüfungen aufgebrachte Last, die die Bauteilintegration und Fertigungsqualität verifiziert, ohne eine unzulässige bleibende Verformung herbeizuführen. Sie liegt über der WLL, aber unterhalb der MBL.

  • Typische Größenordnungen (produktnormabhängig): Anschlagketten und -haken (EN 818/EN 1677): Prüfkräfte oft bei ca. 2,0–2,5 × WLL.

  • Schäkel (EN 13889): häufig Prüf- bzw. Probelast ≈ 2 × WLL.

  • Krane/Hebezeuge: Abnahme- und wiederkehrende Prüfungen können dynamische und/oder statische Prüflasten vorsehen, typischerweise in der Größenordnung 1,1–1,25 × Nenn-/Traglast gemäß einschlägigem Regelwerk.

Wichtiger Hinweis

Die Prüf- bzw. Erproblast definiert nicht die zulässige Betriebsbelastung. Eine erfolgreiche Prüfung ändert die WLL nicht.

Design- bzw. Sicherheitsfaktor

  • Grunddefinition: Verhältnis einer Grenzgröße (z. B. MBL, Streckgrenze) zu einer zulässigen Betriebsgröße (WLL). Er quantifiziert die konstruktiv vorgesehene Sicherheitsreserve.

  • Globaler Faktor bei Anschlagmitteln: In vielen Produktnormen ist ein globaler Sicherheitsfaktor definiert (z. B. 4 für Ketten, 5 für Drahtseilgehänge, 6 für Schäkel, 7 für textile Anschlagmittel). Dieser Faktor ist bereits in der WLL eingepreist und vom Anwender nicht „zusätzlich“ zu berücksichtigen.

  • Teilsicherheitskonzept bei Kranen: Für Krane hat die Reihe EN 13001 das frühere globale Sicherheitskonzept älterer DIN-Normen durch ein Grenzzustands- und Teilsicherheitskonzept ersetzt (Last-, Material- und Kombinationsbeiwerte). Hieraus ergeben sich konstruktive Reserven, ohne dass ein einzelner globaler Faktor angegeben wird.

  • Missverständnis vermeiden: Der Sicherheitsfaktor ist kein Multiplikator, mit dem der Anwender die WLL „erhöhen“ dürfte. Vielmehr: WLL = MBL / Sicherheitsfaktor (vereinfacht), nicht umgekehrt.

Duty Class / Beanspruchungs- und Nutzungsklassen

  • Zweck: Duty Class beschreibt das Belastungskollektiv und die zu erwartende Nutzungsdauer von Mechanismen (Hubwerk, Fahrantrieb). Sie dient der richtigen Auswahl und Auslegung.

  • Krane (z. B. ISO 4301-1 bzw. FEM 1.001): Klassifikation in A1–A8 (ISO) bzw. M1–M8 (FEM) anhand Lastspektrum, Lastkollektiv und Betriebsstunden.

  • Hebezeuge/Hubwerke (z. B. FEM 9.511, EN 14492): Klassen wie 1Bm, 1Am, 2m, 3m, 4m (steigend mit Beanspruchung). Höhere Klassen bedeuten höhere Auslegung für intensivere Nutzung und/oder ungünstigere Lastkollektive.

  • Bedeutung für den Betrieb: Die Duty Class beeinflusst Inspektionsintervalle, zu erwartende Lebensdauer, Temperaturräume und mögliche Nutzungshäufigkeit, jedoch nicht unmittelbar die WLL/Nennlast. Gleichwohl kann die Wahl einer zu niedrigen Duty Class zu vorzeitiger Ermüdung führen.

Nennlast (Hebezeug) und Traglast (Kran)

  • Nennlast (Hebezeug): Die maximale Last, die ein Hebezeug (z. B. Elektrokettenzug, Seilzug) in seiner Standardkonfiguration (z. B. definierter Strangzahl) heben darf. Sie ist Herstellerangabe und Teil der Kennzeichnung. Bei Änderungen der Umscherung/Strangzahl ändert sich die resultierende Nennlast am Haken und/oder die Seilzugkraft; diese Zusammenhänge sind den Herstellerunterlagen zu entnehmen.

  • Traglast (Kran): Die maximal zulässige Last eines Krans in einer spezifischen Konfiguration (Auslegerlänge, Ausladung/Radius, Abstützung, Ballast, Windbedingungen etc.). Sie ist in Traglasttabellen (Load Charts) festgelegt und variiert mit der Geometrie und den Randbedingungen. In der Praxis werden Begriffe wie Traglast, Tragfähigkeit oder Nenntragfähigkeit verwendet; technisch maßgeblich ist die tabellarisch bzw. graphisch ausgewiesene Kapazität für den jeweiligen Arbeitszustand.

  • Abgrenzung zu WLL: WLL bezieht sich primär auf Anschlagmittel und Lastaufnahmeeinrichtungen; Nennlast/Traglast auf Hebezeuge bzw. Krane. Für die zulässige Last im gesamten Lastpfad ist stets die kleinste der relevanten Größen zu verwenden.

Zusammenwirken im Lastpfad: Maßgebend ist der kleinste Wert

    Relevante Grenzwerte im Überblick:

    • Kran: Traglast aus der gültigen Konfiguration (Radius, Ausleger, Abstützung, Umgebungsbedingungen).

    • Hebezeug/Hubwerk: Nennlast für die konkrete Umscherung/Strangzahl.

    • Lastaufnahmemittel/Anschlagmittel: WLL inkl. Modifikatoren (z. B. Neigungswinkel β, Anzahl Stränge, Symmetrie, Schwerpunktlage, Temperatur- und Umweltfaktoren, potenzielle Biegeradien).

    • Anschlagpunkte/Einbauteile am Transportgut: Zulässige Last je Anschlagpunkt (oft ebenfalls als WLL oder zulässige Betriebskraft angegeben), einschließlich Reduktionsfaktoren für Schrägzug/Querbelastung.

    • Sonderfälle: Dynamische Faktoren (Stoß, Heben/Absetzen), Windlasten und Schwingungen sind – sofern nicht bereits abgedeckt – zusätzlich zu berücksichtigen und können die zulässige Betriebslast weiter reduzieren.

    Vorgehensweise im Betrieb:

    • Ermittlung aller relevanten Grenzwerte für die geplante Hebekonfiguration.

    • Anwendung der normativen Modifikationsfaktoren (z. B. Reduktionen bei großen Neigungswinkeln von Mehrstranggehängen).

    • Vergleich der resultierenden zulässigen Werte; die minimale Größe ist bindend.

    • Dokumentation, ggf. Freigabe durch eine befähigte Person, und Durchführung der Hebung unter Einhaltung der übrigen Randbedingungen (z. B. Sichtprüfung, Funktionskontrolle, Ausschluss von Kanten- und Quetschschäden, Einhaltung der Duty Class in der Nutzung).

    Beispielhafte Einordnung:

    • Ein 2-Strang-Kettengehänge mit nomineller WLL von 2 × 2 t bei β = 0–45° kann bei β = 60° eine reduzierte WLL haben; ein Kran mag in der gewählten Ausladung 5 t zulassen, das Hubwerk 5 t Nennlast tragen. Liegt die reduzierte WLL des Gehänges bei 3,2 t, so ist 3,2 t der maßgebende Grenzwert – ungeachtet höherer Kapazitäten von Kran und Hebezeug

    Zusammenfassung der Kerndefinitionen

    • WLL: Vom Hersteller festgelegte, zulässige Arbeitslast (Tragfähigkeit) von Anschlag- und Lastaufnahmemitteln in definierter Konfiguration; maßgeblich im Betrieb und zu kennzeichnen.

    • SWL: Historischer, heute in EU/DE weitgehend abgelöster Begriff; falls vorhanden, nur im Kontext der Herstellerangaben interpretieren.

    • MBL/Bruchlast: Mindestbruchkraft eines Bauteils; Nachweisgröße, keine Betriebsgröße.

    • Proof Load/Prüflast: Erproblast über der WLL, unter der MBL; dient der integritätsprüfenden Verifikation, ändert die WLL nicht.

    • Design-/Sicherheitsfaktor: Verhältnis MBL zu WLL (bei globalen Faktoren) bzw. Teilsicherheitskonzept nach EN 13001 bei Kranen; nicht zur „Erhöhung“ der WLL durch Anwender bestimmt.

    • Duty Class: Nutzungsklasse (FEM/ISO) für Mechanismen; beeinflusst Auslegung, Lebensdauer und Prüfregime, nicht die WLL/Nennlast an sich.

    • Nennlast (Hebezeug): Herstellerseitig festgelegte maximale Last des Hebezeugs in der gegebenen Konfiguration.

    • Traglast (Kran): Konfigurations- und zustandsabhängige Kapazität des Krans gemäß Lasttabelle.

    Leitprinzip für jede Hebeaufgabe bleibt: Maßgebend ist der kleinste Wert im Lastpfad, und zwar nach Anwendung aller relevanten Modifikations- und Einflussfaktoren. Dieses Prinzip ist der zentrale Sicherheitsanker im Hebe- und Anschlagbetrieb.

    Normative Festlegungen zu Prüflasten und Sicherheitsfaktoren

    Prüflasten (Proof Loads) und Sicherheitsfaktoren (z. B. „Koeffizient der Nutzung“, Mindestbruchkraftverhältnisse) sind für Auslegung und Prüfung zentral. Sie variieren je nach Produktnorm, Bauart und Betriebsart.

    Typische, in Normen/DGUV festgelegte Größenordnungen sind:

    • Krane/Hubwerke:

    • Erstprüfung/Abnahme nach Montage: Häufig eine statische Überlastprüfung mit 1,25 × Nennlast (SWL/WLL) sowie eine dynamische Prüfung mit ca. 1,1 × Nennlast, um die Funktion der Antriebe, Bremsen, Endabschalter und Struktur unter Betriebsbedingungen nachzuweisen (vgl. EN 15011 für Brückenkrane, EN 13000 für Mobilkrane, EN 14492-2 für Hebezeuge).

    • Wiederkehrende Prüfungen: In der Regel Funktionsprüfungen unter Nennlast ohne Überlast, ergänzt um Sicht-/Maßprüfungen (TRBS 1201, DGUV Vorschrift 52). Eine Überlastprüfung ist anlassbezogen (z. B. nach wesentlichen Instandsetzungen/Änderungen) durchzuführen, sofern die Gefährdungsbeurteilung dies erfordert oder die Produktnorm es vorsieht.

    • Sicherheitsbeiwerte für tragende Bauteile ergeben sich aus den Bemessungsregeln der EN 13001-Reihe (u. a. Materialpartialsicherheitsbeiwerte, Ermüdungsnachweise).

    Hebezeuge (elektrisch/handbetätigt):

    • EN 14492-2 und EN 13157 verlangen typischerweise eine statische Prüfung von 1,25 × WLL und eine dynamische Prüfung von etwa 1,1 × WLL. Für bestimmte Bauarten (z. B. endloses Hebezeug, Spezialanwendungen) können abweichende Prüffaktoren gelten.

    Lose Lastaufnahmemittel (EN 13155):

    • Bauartabhängige Sicherheits- und Prüffaktoren. Häufige Praxis: statische Prüfungen mit 1,5 × WLL für mechanische Lastaufnahmeeinrichtungen; für kraftschlüssige Systeme gelten erhöhte Anforderungen:

    • Vakuumheber: Sicherheitsfaktor gegen Abfallen ≥ 2 (unter Berücksichtigung von Leckraten, Energiereserve), Funktions-/Dichtheitsprüfungen; häufig statische Prüfung ≥ 1,5 × WLL.

    • Lasthebemagnete: erhöhte Sicherheitsfaktoren (z. B. ≥ 3 gegen Abfallen) und Funktionsnachweise (auch bei Teillast/Spannungsabfall). Die genauen Werte sind bauartspezifisch in EN 13155 festgelegt.

    Traversenkonstruktionen und Zangen

    Nachweis der Tragfähigkeit mit entsprechenden globalen und lokalen Sicherheitsbeiwerten (i. d. R. ≥ 1,5–2,0 gegen Fließen/Knicken, abhängig vom Nachweiskonzept).

    Anschlagmittel:

    • Kettenanschlagmittel (EN 818, EN 1677): Sicherheitsfaktor („Koeffizient der Nutzung“) typischerweise 4 für Ketten und Komponenten (Verhältnis Mindestbruchkraft zu WLL)

    • Prüfkräfte bei der Stückprüfung von Komponenten i. d. R. bei 2,5 × WLL (Komponenten nach EN 1677), für Ketten bei ca. 2 × WLL; die exakten Faktoren sind der jeweiligen Teilnorm zu entnehmen (Güteklasse abhängig).

    Drahtseil-Anschlagseile (EN 13414-1 bzw. Folge):

    • Sicherheitsfaktor typischerweise 5 (Verhältnis Mindestbruchkraft zu WLL) für allgemeine Hebezwecke, abhängig von Endverbindungen (gespleißt, verpresst).

    • Prüfkräfte häufig um 2 × WLL als Belastungsnachweis im Rahmen der Fertigungsprüfung.

    Textile Anschlagmittel (EN 1492-1/-2):

    • Sicherheitsfaktor in der Regel 7:1 (Bandschlingen und Rundschlingen).

    • Prüfkraft im Rahmen der Konformitätsbewertung typischerweise ≥ 2 × WLL (praktischer Nachweis der Tragfähigkeit und Dehnungsgrenzen).

    Schäkel und Verbindungselemente (EN 1677 und verwandte Normen):

    • Sicherheitsfaktor häufig 4; Prüfkraft üblicherweise 2 × WLL (Komponentenprüfung), bei einigen Bauarten 2,5 × WLL.

    Drahtseile an Kranen (ISO 4309, EN 13001-Bezug):

    • Auslegungssicherheiten gegen Bruch abhängig von Seilkonstruktion, Einstrang-/Mehrstranganordnung und Umlenkverhältnissen; gebräuchlich sind rechnerische Sicherheitsbeiwerte ≥ 5 für Hubseile.

    • Für den Betrieb gelten Ablegereife-Kriterien (z. B. Anzahl Drahtbrüche pro Litze/Länge, Korrosion, Durchmesserabnahme), keine periodischen Überlastprüfungen.

    Wichtig

    Prüflasten sind sicherheitsgerecht aufzubringen (geeignete Prüfgewichte, kalibrierte Messmittel, sichere Aufbauten) und zu dokumentieren. Herstellerangaben sind vorrangig; bei fehlenden Angaben sind DGUV-Regeln/TRBS und harmonisierte Normen heranzuziehen. Eine Gefährdungsbeurteilung entscheidet, ob und in welchem Umfang eine Belastungsprüfung im Betrieb sinnvoll und verhältnismäßig ist.

    Tragfähigkeit in Hebe- und Fördertechnik ist kein singulärer Kennwert, sondern das Ergebnis abgestimmter Bemessungen verschiedener Teilsysteme entlang des Lastpfads. Drei Begriffe sind dabei besonders relevant:

    • Kran-Traglast (Rated Capacity, Traglastkurve): Der für einen betrieblichen Konfigurationszustand (z. B. Auslegerlänge, Ausladung/Radius, Abstützbreite, Gegengewicht) zulässige Lastwert am Haken bzw. an der Lastaufnahmeeinrichtung. Die Traglast ist radiusabhängig und wird bei Fahrzeugkranen über Lastmomentbegrenzung oft durch Stabilitäts- oder Strukturgrenzen bestimmt. Sie wird u. a. nach EN 13001 (Entwurfsmethodik) und, für Fahrzeugkrane, nach EN 13000 (Sicherheitsanforderungen, Traglasttabellen) festgelegt.

    • Hebezeug-Nennlast (Rated Load des Hubwerks): Der maximal zulässige Lastwert, den das Hubwerk (Motor, Getriebe, Bremse, Seil/ Kette, Flaschenzug) in einer definierten Einscherung dauerhaft sicher heben kann. Die Nennlast ist primär eine Antriebs- und Bremskapazität (Line Pull × Einscherung), nicht identisch mit der Kran-Traglast über alle Radien. Sie wird für elektrische/ hydraulische Hubwerke z. B. nach EN 14492-2, für handbetätigte Hubwerke nach EN 13157 ermittelt.

    • WLL (Working Load Limit) von Anschlag- und Lastaufnahmemitteln: Die zulässige Betriebsbelastung eines Anschlagmittels (Kette, Seil, Textilband) oder eines Lastaufnahmemittels (Traversen, Greifer), abgeleitet aus dessen Mindestbruchlast (MBL) unter Anwendung normativ festgelegter Sicherheitsfaktoren und Modifikatoren (z. B. Anschlagart, Neigungswinkel, Temperatur). Relevante Normen sind u. a. EN 818/EN 1677 (Ketten/Komponenten), EN 13414 (Stahlseilschlingen), EN 1492-1/-2 (Hebebänder/Rundschlingen), EN 13155 (abnehmbare Lastaufnahmemittel).

    Diese drei Größen müssen konsistent zueinander gewählt werden. Sicherer Betrieb verlangt, dass zu jedem Zeitpunkt gilt:

    • Effektive Last an der Schnittstelle ≤ WLL sämtlicher beteiligter Anschlagmittel/Komponenten,

    • Effektive Hakengewichtsbelastung (unter Berücksichtigung dynamischer Einflüsse) ≤ Hebezeug-Nennlast,

    • Lastmoment/Strukturbeanspruchungen ≤ durch Traglastkurve bzw. Bemessung nach EN 13001/EN 13000 definierte Grenzen.

    Missverständnisse entstehen, wenn z. B. die Nennlast des Hubwerks gleichgesetzt wird mit der Kran-Traglast bei großer Ausladung, oder wenn die WLL eines Anschlagmittels ohne Beachtung von Anschlagwinkeln und Anschlagart herangezogen wird.

    Lastpfad und Wirkungsweise der Lastübertragung

      Der Lastpfad beschreibt die mechanische Kette, entlang derer Lasten und dynamische Einwirkungen vom Lastschwerpunkt bis in die tragende Infrastruktur abgeleitet werden. Typischerweise:

      Last → Anschlagmittel/Lastaufnahmemittel → Kranhaken/Hakenflansch → Unterflasche/Flaschenzug (Sheaves) → Hubseil/Kette → Trommel/Bremse/Getriebe/Motor → Ausleger/Brücke/Träger → Drehbühne/Portal → Fahrwerk/Abstützung/Räder → Fundament/Schienen/Rahmen → Baugrund.

      Wesentliche Wirkmechanismen:

      • Kräfte und Momente: Die vertikale Last erzeugt am Kran neben Normalkräften auch Kippmomente (Lastmoment M = F × Radius). Die Traglastkurve spiegelt die Begrenzung durch Strukturfestigkeit (Spannungen, Stabilität) und/oder Kippgrenzen.

      • Flaschenzugverhältnisse: Bei m Teilen Hubseil ist die erforderliche Linienzugkraft am Seil ungefähr F/m, jedoch mindern Umlenkungswirkungsgrade η (typ. 0,96–0,99 pro Rolle) die nutzbare Hakenlast. Näherung: F_hook ≈ m × F_line × η^n.

      • Neigungen und Anschlagwinkel: Mehrstrang-Anschlagmittel übertragen bei schräger Führung zusätzliche Horizontalkomponenten in Haken und Tragstruktur. Die Seil-/Kettenzugkraft in einer Anschlagstrang beträgt T ≈ (W / n) / cos β, mit β als Neigung zur Vertikalen (zunehmend ungünstig bei großen Spreizwinkeln).

      • Biege- und Kontaktbeanspruchung: Stahlseile über Scheiben unterliegen Biegewöhlfestigkeitseffekten, charakterisiert durch D/d-Verhältnis (Scheibendurchmesser D zu Seildurchmesser d). Kleine D/d erhöhen Biegeschäden und reduzieren effektive Lebensdauer und zulässige Spannungen.

      • Verbindungselemente: Schäkel, Haken, Wirbel, Kuppelglieder müssen hinsichtlich Tragfähigkeit (WLL) und Einbaulage (z. B. Längs-/Querbelastung, Seitenzug) passend gewählt werden.

      • Lastaufnahmemittel: Traversen, Spreizer und Klemmen wandeln Lasten um (z. B. Spreiztraverse reduziert Anschlagwinkelkräfte, erzeugt dafür Biegemomente in der Traverse). Ihre WLL ist bauteilspezifisch zu beachten.

      • Abstützung und Infrastruktur: Bei Fahrzeugkranen ist die Bodenpressung an Stützen und die Ausnutzung des Gegengewichts kritisch; bei Brückenkranen sind Radlasten, Fahrbahnträger und Schienenbefestigung maßgebend.

      Dynamische Einflüsse (Anfahr-, Brems-, Hub- und Senkvorgänge, Pendeln, Böenlasten) verstärken die effektiven Schnittgrößen. Normativ werden diese durch dynamische Beiwertansätze (z. B. ψ-Faktoren in EN 13001) in die Nachweise eingebracht.

      EN 13001 (Teile 1–3) legt eine semiprobabilistische Bemessung im Grenzzustandsformat fest. Kernelemente:

      • Grenzzustände: Tragfähigkeit (ULS), Ermüdung (FLS), Gebrauchstauglichkeit (SLS) und Stabilität. Für den Kapazitätsnachweis gilt i. d. R.: Ed ≤ Rd, wobei Ed die bemessungsseitigen Einwirkungen (kombiniert mit Teilsicherheitsbeiwerten γF und dynamischen Faktoren ψ), und Rd die Bemessungswiderstände (unter γM auf Materialkennwerte reduzierten Festigkeiten) darstellen.

      • Einwirkungen: Eigengewicht G, angehobene Last Q (inkl. Anschlagmittel), Trägheitskräfte aus Beschleunigungen/Abbremsen, Seildynamik, Wind W (auf Kran und Last), Temperatur T, Montage-/Prüfzustände und ggf. Schiefstellungen. Für spezifische Betriebsfälle definiert die Norm Lastfallkombinationen (z. B. Hub bei Wind mit x% der Referenzböe, Fahrbewegungen mit/ohne Last).

      • Dynamische Beiwertansätze: ψ-Faktoren erhöhen die statischen Anteile für Hub- und Fahrvorgänge (z. B. ψ_hub ≥ 1,1–1,3, abhängig von Steuerung, Klasse und Lastkollektiv). Für Laufkatzen- und Kranfahrbetrieb werden zusätzliche horizontale Trägheitsanteile berücksichtigt.

      • Teilsicherheitsbeiwerte: γF für Einwirkungen (lastfallabhängig), γM für Widerstände (material- und nachweisspezifisch; für Stahlbauteile typ. ~1,1–1,25; für Seile/Ketten abhängig von Norm), γn ggf. für Konsequenzen (Konsequenzenklassen). Die konkreten Werte sind normabschnitts- und konstruktionsabhängig.

      • Bemessung der Traglastkurve: Für jede Kombination aus Radius, Konfiguration und Betriebsfall wird geprüft, ob Strukturspannung, Stabilität und Standsicherheit eingehalten sind. Die veröffentlichte Traglastkurve repräsentiert die kleinste zulässige Last über alle maßgebenden Nachweise.

      Für mobile Krane ergänzt EN 13000 die sicherheitstechnischen Anforderungen und die Darstellung/Verwendung der Traglasttabellen. Die darin ausgewiesenen Werte beinhalten bereits normativ festgelegte Sicherheits- und Stabilitätsreserven und sind operationell bindend.

      Der sichere Arbeitsbereich wird erst durch das Mindestmaß aller drei Größen bestimmt:

      • In Auslegernähe (kleiner Radius) kann die Strukturkapazität des Krans hoch sein; die limitierende Größe kann dann das Hubwerk (Nennlast/Leinenzug) oder die WLL des gewählten Anschlagmittels sein.

      • Bei großer Ausladung limitiert häufig die Kran-Traglast (Stabilität/Struktur). Dass das Hubwerk rechnerisch mehr heben könnte, ist dann irrelevant, da die Traglastkurve vorrangig ist.

      • WLL ist der begrenzende Faktor, wenn Anschlagmittel/Komponenten (Schäkel, Haken, Zurrpunkte) kleiner dimensioniert sind als Kran und Hubwerk. Die geringste WLL in der Kette bestimmt die zulässige Last.

      • Der Flaschenzug beeinflusst die Schnittstelle: Bei Mehrfacheinscherung kann die Hubwerksnennlast hoch sein, der Hakenblock bleibt aber durch Traglast und Anschlusskomponenten begrenzt. Die Reibungsverluste reduzieren die übertragene Hakenlast.

      Daher gilt als betriebliche Grundregel

      Zulässige Last = Minimum aus [Traglastkurvenwert], [Hebezeug-Nennlast (unter Berücksichtigung der Einscherung und Verluste)], [WLL aller Anschlag- und Lastaufnahmemittel sowie Verbindungselemente], [Zulässigkeit der Anschlagart inkl. Winkel- und Modusfaktoren].

      Typische Fehlinterpretationen und Fehlerquellen

      • Gleichsetzung von Hebezeug-Nennlast mit Kran-Traglast über alle Radien; Vernachlässigung des größeren Lastmoments bei großer Ausladung.

      • Ignorieren der Anschlagwinkel: Bei 2-Strang-Anschlag mit 60° Spreizwinkel erhöhen sich Strangkräfte um den Faktor 1/cos 30° ≈ 1,155; bei 120° Gesamteinschlusswinkel ist die Strangkraft gleich der Einstranglast und Sicherheitsreserven sind erschöpft.

      • Verwechslung WLL, SWL und MBL: MBL ist Bruchlast, WLL die zulässige Betriebslast (WLL = MBL / Sicherheitsfaktor), SWL als veralteter Begriff wird uneinheitlich verwendet; normative Angaben beziehen sich in Europa auf WLL.

      • Nutzung von MBL anstelle WLL in der Einsatzplanung; fehlende Berücksichtigung von Spleiß-/Kauschenwirkungsgrad bei Drahtseilen und von Kettengrad (G8/G10/G12) bei Ketten.

      • Keine Reduktion der WLL in Choker-/Körbchenanschlag oder bei seitlicher Belastung von Schäkel/Haken; Missachtung der vom Hersteller vorgegebenen Modusfaktoren.

      • Vernachlässigung dynamischer Effekte (Ruck, Schwingen, Stoß), Windlasten auf Last und Ausleger sowie Beschleunigungsprofile in der Kapazitätsbeurteilung.

      • Fehlinterpretation der Teilezahl im Flaschenzug: Annahme m-facher Hakenlast ohne Reibungsverluste; falsche Zuordnung der wirksamen Strangzahl.

      • D/d-Effekte ignoriert: Zu kleine Scheiben/Schäkelbolzen führen zu Biege-Wechselfestigkeitsproblemen bei Seilen; resultierende WLL-Reduktion bleibt unberücksichtigt.

      • Temperatur- und Umwelteinflüsse: Reduzierte Tragfähigkeit bei Kälte/Hitze, chemischen Angriffen (z. B. Säuren für Textil), Korrosion/Verschleiß; fehlende Zustandsprüfung.

      • Doppeltes „Einbauen“ von Sicherheitsfaktoren: Addition statt richtiger semiprobabilistischer Anwendung führt zu überkonservativen oder widersprüchlichen Ergebnissen.

      Matrixartige Übersicht typischer Hebefälle und limitierender Komponenten

      Typischer Hebefall

      Kran (Traglast/Radius)

      Hebezeug/Hubwerk

      Traverse

      Anschlag-/Lastaufnahmemittel

      Kritische Faktoren/typische Limitierung

      Einpunkt-Hub am Haken (zentrisch)

      Traglastdiagramm bei gefordertem Radius/Hubhöhe; dynamischer Zuschlag; Wind

      Nennzug inkl. Flaschenzug; ED/Lastkollektiv

      Haken, Schäkel WLL; Einzelstrang WLL

      Häufig Kran durch Radius oder Wind begrenzt; geringe Reduktion im Rigging

      Zwei-Strang-Anschlag ohne Traverse

      Traglastdiagramm inkl. Gesamtgewicht

      Nennzug/Strangzahl

      Winkelbeiwert (β); D/d; Choker-Reduktion

      Anschlagmittel durch Winkel (cos-Faktor) limitierend; asymmetrische Lastverteilung bei exzentrischem Schwerpunkt

      Vier-Strang-Anschlag ohne Traverse

      Wie oben

      Wie oben

      Reell tragen i. d. R. 2–3 Stränge; Setzbewegungen

      Effektivitätsverlust durch Setzung; Anschlagmittel werden kritisch

      Zwei-Punkt-Hub mit Traverse (oben 1-Strang, unten 2-Strang)

      Radius/Hubhöhe inkl. Traverse-Eigengewicht

      Hubwerkzug inkl. Traverse

      Eigengewicht, Biegemoment, Aufhängeabstand, Deflexion

      Untere Stränge Winkelbeiwert; obere Anbindung

      Traverse-Biegung/Anschlagaugen oft limitierend; bessere Winkel unten entlasten Anschlagmittel

      Langer, biegeempfindlicher Körper mit Spreiztraverse

      Wie oben

      Wie oben

      Spreizabstand, Längsdurchbiegung, Torsion

      Weiche Anschlagmittel, Kantenschutz

      Traverse- und Bauteildurchbiegung kritisch; lokale Auflagerkräfte

      Asymmetrische Last (exzentrischer Schwerpunkt)

      Reserve im Traglastdiagramm nötig

      Hubwerkzug einseitig erhöht

      Aufhängung außermittig; Kippmoment

      Ungleiche Stranglasten

      Ungleichverteilung: ein Strang/Hubwerk wird kritisch; Nachweis gegen Kippen

      Tandemhub (zwei Krane)

      Je Kran Traglast bei jeweiligem Radius

      Synchronität, Lastverteilung

      Gemeinsame Traverse zur Lastverteilung

      Redundante Anschlagmittel

      Lastverteilungsquote (z. B. 60/40) dimensionierend; Kommunikation/Synchronhub limitiert

      Rotation/Umsetzen mit Drehvorrichtung

      Momentenfreiheit, Schwenkbetrieb

      Haltemoment/Absenksteuerung

      Torsionseinleitung

      Wirbel, Drehlager

      Dynamik und Momente häufig kritischer als statische WLL

      Hinweise zur Anwendung:

      • Gesamtlast für Kran/Hubwerk immer als Last + Rigging + Traverse + Hakenflasche + ggf. Greifer verstehen.

      • Für Anschlagmittel ist der Winkelbeiwert maßgebend: hohe Neigungen (β klein, gemessen zur Horizontalen) erhöhen Strangzug stark.

      • Traverseneinsatz verbessert die unteren Winkel, erhöht aber Eigengewicht und Biegemomente.Mit freundlichen und herzlichen Grüßen