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Hebezeuge und Krananlagen

Inhaltsverzeichnis

01. Wie werden Hebezeuge unterschieden?

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Krananlagen bieten folgende Vorteile:

  • kein Blockieren der Bodenfläche als Transportweg

  • geeignet für große Höhen/Flächen.

Die nachfolgende Abbildung zeigt Prinzipskizzen verschiedener Kranausführungen:

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02. Welche Konstruktionselemente sind für den Funktionserhalt von Hebezeugen besonders zu beachten?

Krane bestehen im Wesentlichen aus einem Träger und einer Krankatze mit Hubwerk. Die wichtigsten Konstruktionselemente von Hebezeugen sind:

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03. Welche generellen Vorschriften sind beim Aufstellen und dem Betrieb von Hebezeugen zu beachten?


>> 6.

Hebezeuge und Krananlagen unterliegen in Bezug auf Herstellung, Aufstellung, Bedienung, Wartung und Instandsetzung den jeweils geltenden, besonderen gesetzlichen Vorschriften und anerkannten Regeln der Technik.

Dazu gehören beispielsweise:

  • Maschinenverordnung – 9. ProdSV

  • Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV)

  • Unfallverhütungsvorschriften wie z. B:

    • Allgemeine Vorschriften (DGUV Vorschrift 1)

    • Elektrische Anlagen und Betriebsmittel (DGUV Vorschrift 3)

    • Fahrzeuge (DGUV Vorschrift 70)

    • Krane (DGUV Vorschrift 52)

    • Flurförderzeuge (DGUV Vorschrift 68)

    • Winden, Hub- und Zuggeräte (DGUV Vorschrift 54).

Weiterhin relevant sind DIN-Normen, Technische Regeln sowie Grundsätze und Regeln der Berufsgenossenschaft wie z. B.:

  • Prüfen von Kranen (DGUV Grundsatz 309-001, ehemals BGG 905)

  • Ermächtigung von Sachverständigen für die Prüfung von Kranen durch die Berufsgenossenschaft (DGUV Grundsatz 309-005, ehemals BGG 924)

  • Sicherheitslehrbrief für Kranführer (DGUV Information 209-012, ehemals BGI 555).

04. Was ist beim Einsatz von Ketten an Hebezeugen und Krananlagen zu beachten?

  1. Bauart:

    Ketten von Hebezeugen und Krananlagen lassen sich in Rundstahlketten und Stahlgelenkketten einteilen.

  2. Verwendung:

    Rundstahlketten werden als Zugmittel und als Verbindungsmittel in Hebezeugen eingesetzt.

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    • Je nach Verwendungszweck kommen Rundstahlketten mit unterschiedlicher Geometrie und Werkstoffgütewerten zum Einsatz.

    • Aus der Benennung der Güteklasse der Kette lässt sich die Mindestbruchspannung ableiten. Bruchspannungen und Bruchdehnungen sowie weitere, definierte Tragfähigkeiten und Prüfkräfte bestimmen den jeweiligen Einsatzzweck.

    • Geprüfte Ketten sind neben dem Zulassungszeichen der Berufsgenossenschaft mit der Güteklasse und dem Herstellerzeichen gekennzeichnet.

2.1

Ketten als Verbindungsmittel in Hebezeugen:

Anschlagketten werden im Zusammenhang mit weiterem Zubehör als Verbindungsmittel zwischen Kranhaken und Last eingesetzt (z. B. Ring-, Klauen- und Hakenketten).

  • Es sind als Anschlagketten nur geprüfte, kurzgliedrige, nicht lehrenhaltige Rundstahlketten (Teilung ≤ 3) zu verwenden.

  • Komplettkettengehänge dürfen nur durch von der Berufsgenossenschaft zugelassenen Herstellerfirmen nach DIN 5688 geschweißt werden.

  • Hebezeugketten nach EN 818-7 sind wegen ihrer geringen Dehnung nicht als Anschlagketten zu verwenden.

  • Anschlagketten unterliegen besonderen Sicherheitsanforderungen. Beim Einsatz ist die Unfallverhütungsvorschrift „Lastaufnahmeeinrichtungen im Hebezeugbetrieb“ (DGUV Regel 100-500) zu beachten.

  • Ketten sind ständig auf mögliche Schäden zu kontrollieren und bei Vorliegen der Ablegereife nach DGUV Regel 100-500 der Benutzung zu entziehen.

  • Schädigungen an Ketten:

    An Ketten können zum Beispiel die folgenden Schädigungen vorliegen:

    • Längung der Kette über das zulässige Maß

    • übermäßige Abnahme der Nenndicke des Kettengliedes

    • Brüche, Anrisse und Verformungen eines Kettengliedes.

    Merke

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    Anschlagketten und deren Verbindungsteile müssen deshalb mindestens einmal jährlich durch einen Sachkundigen überprüft werden.

    Durch sorgfältigen Umgang während ihres Einsatzes kann die Funktionsfähigkeit von Ketten erhalten bleiben.

  • Ursachen von Schädigungen an Ketten – insbesondere:

    • Nichtbeachtung der zulässigen Traglast in Abhängigkeit von Bauart und Anschlagart

    • unzulässige Stoßbelastung

    • Belastung der Kette über Kanten und nicht in geradem Strang

    • Nichtbeachten der zulässigen Einsatztemperatur

    • unsachgemäße Lagerung und Pflege (Korrosion).

2.2

Ketten als Zugmittel in Hebezeugen:

In Handhebezeugen sowie Elektrokettenzügen werden lehrenhaltige Rundstahlketten mit kleinen Teilungstoleranzen nach DIN 766 und EN 818 verwendet. Sie werden teilweise mit Oberflächenhärtung hergestellt. Die Kette wird meist durch speziell verzahnte Taschenräder mit geringer Hubgeschwindigkeit angetrieben. Die DGUV Vorschrift 54 „Winden, Hub- und Zuggeräte“ ist zu berücksichtigen.

Beim Einsatz von Stahlgelenkketten ist Folgendes zu beachten:

  • Die Kettenglieder von Stahlgelenkketten werden im Allgemeinen nur in einer Ebene geführt. Hierzu zählen z. B.:

    • Gallketten nach DIN 8150,

    • Buchsenketten nach DIN 8164 oder

  • Rollenketten nach DIN ISO 606.

    • Gallketten werden meist als Lastketten eingesetzt und müssen zur Verminderung von Verschleiß und Korrosion ständig geschmiert werden.

    • Buchsenketten werden unter anderem als Förderketten für Stetigförderer verwendet.

05. Was ist zu beachten, um den Funktionserhalt von Ketten zu gewährleisten (Überblick)?

  1. Belastung:

    Ketten, die als Anschlagketten beim Transport oder als Kettenantrieb fungieren, dürfen nicht über das zulässige Maß hinaus belastet werden.

  2. Bestimmungsgemäße Verwendung, Gütekennzeichnung:

    Je nach Herstellungszweck und Tragfähigkeit der Kette hat eine bestimmungsgemäße Verwendung zu erfolgen. Ketten müssen geprüft und mit einer entsprechenden Gütekennzeichnung versehen sein:

    • Ketten in Normalgüte nach DIN 766

    • hochfeste Ketten nach DIN EN 818.

    Bei Kettenantrieben mit Rollenketten muss das Verhältnis von Bruch und Tragspannung mindestens „5“ betragen.

  3. Schmierung:

    Ketten von Kettenantrieben sollen regelmäßig geschmiert und vor Korrosion geschützt werden, um den Verschleiß zu mindern.

  4. Kontrolle:

    • Ketten sind regelmäßig auf Risse, unzulässige Längung und Beschädigung zu kontrollieren.

    • Soweit gesetzlich vorgeschrieben, müssen sie in regelmäßigen Abständen durch einen Sachkundigen begutachtet werden (Anschlagmittel mindestens einmal jährlich).

    • Verschlissene Ketten sind rechtzeitig auszutauschen.

    • Anschlagketten unterliegen besonderen Anforderungen und dürfen keine Quetschungen und Beschädigungen aufweisen.

  5. Beachten der Betriebsanweisung, Lagerung:

    • Die geltenden Betriebsanweisungen sind für den jeweiligen Einsatz zu beachten.

    • Für den Funktionserhalt ist eine ordnungsgemäße Lagerung zweckmäßig (z. B. bei Lastaufnahmemitteln in Gestellen).

    • Die Einsatztemperatur darf die zulässigen Werte nicht überschreiten.

  6. Verwendung:

    • Als Lastaufnahmemittel dürfen nur kurzgliedrige Rundstahlketten mit entsprechender Kennzeichnung verwendet werden.

    • Kettenglieder sollen nur in geradem Strang und nicht über Kanten belastet werden.

    • Sofern bei Ketten bestimmte, definierte Schäden überschritten werden, müssen sie ausgesondert werden; vgl. auch DIN 15003 „Hebezeuge, Lastaufnahmeeinrichtungen, Lasten, Kräfte, Begriffe“.

06. Welche Verwendungseigenschaften haben Seile und Seiltriebe?

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  1. Faserseile:

    Sie werden wegen geringer Verletzungsgefahr vor allem in Handrollenzügen und Anschlagseilen eingesetzt; vgl. VDI-Richtlinie 2500 „Faserseile“, DIN 83307, 83329 und DIN EN ISO 1968. Ihre Herstellung kann sowohl auf der Basis von Pflanzenfasern als auch synthetischen Fasern erfolgen.

    • Sie lassen sich leicht biegen und besitzen gegenüber Stahlseilen eine wesentlich größere elastische Dehnung.

    • Sie sind empfindlicher gegenüber Wärmestrahlung, Reibung, aggressiven Stoffen und mechanischer Beschädigung als Stahlseile.

    • Naturfaserseile sind insbesondere gegenüber Chlor, Säuren und Laugen empfindlich und können unter Einwirkung von Feuchtigkeit leicht verrotten.

    • Augenfällige Mängel sind z. B. Verformungen, Risse, Verrottungserscheinungen, Brüche und unvollständige Kennzeichnung.

    Hinweis

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    Eine bestimmungsgemäße Verwendung unter Beachtung der DGUV Regel 100-500 „Lastaufnahmeeinrichtungen im Hebezeugbetrieb“ und DGUV Vorschrift 54 „Winden, Hub und Zuggeräte“ verlängert ihre Funktionsfähigkeit.

  2. Drahtseile (einen Überblick liefert die VDI-Richtlinie 2358 „Drahtseile für Fördermittel“):

    Nach ihrem Verwendungszweck lassen sich Drahtseile einteilen in:

    • Stehende Seile

      sind vorwiegend fest eingespannt und werden nicht über Rollen bewegt. Dazu gehören z. B. Abspannseile und Führungsseile für Aufzüge.

    • Tragseile

      sind Seile, auf denen Rollen von Fördermitteln laufen, z. B. Tragseile für Kabelkrane oder Seilbahnen.

    • Anschlagseile

      sind drehungsarme bzw. drehungsfreie Seile zum Aufhängen von Lasten.

    • Laufende Seile:

      Hierzu zählen Seile, die über Rollen, Trommeln und Scheiben laufen und deren Krümmung annehmen, z. B. Kranseile, Aufzugseile und Hubseile. Sie müssen so bemessen sein, dass sie den für das Gerät angegebenen zulässigen Belastungen standhalten; vgl. DIN EN 15020.

      • Je nach Anwendungsfall werden sie in genormten Seilnenndurchmessern mit unterschiedlichem Aufbau und Wickeltechnik für die jeweiligen Belastungsfälle eingesetzt.

      • Laufende Seile mit Faserstoffeinlage haben unter normalen Betriebsbedingungen eine etwas höhere Lebensdauer.

      • Bei stoßartiger Belastung oder Temperaturbelastung über 100 °C sind Seile mit Stahleinlage mit/ohne Kunststoffummantelung besser geeignet.

      • Ein Korrosionsschutz verhindert den vorzeitigen Verschleiß (z. B. Verzinkung).

07. Wann ist die Funktionsfähigkeit und Sicherheit von laufenden Seilen (z. B. Kranseilen) nicht mehr gegeben?

Wenn nach DIN ISO 4309 auf einer genau definierten Länge eine bestimmte Anzahl von außen sichtbare Drahtbrüche aufgetreten sind oder, entsprechend der Häufigkeit der Lastwechselfälle, nach Betriebsanweisung ein vorzeitiger Seilwechsel durch innere, nicht sichtbare Schädigung notwendig wird.

08. Welche typischen Schädigungen führen bei Stahlseilen zum vorzeitigen Verschleiß mit der Notwendigkeit, sie der Benutzung zu entziehen?

Typischen Schädigungen können sein:

  • Bruch einer Litze

  • Aufdoldungen, Lockerung der äußeren Lage

  • Quetschungen

  • Knicke oder Kinken (Klanken)

  • Quetschungen im Auflagenbereich der Öse mit einer definierten Anzahl von Drahtbrüchen

  • Korrosionsnarben

  • Beschädigung und Verschleiß der Seil- und Seilendverbindungen

  • Drahtbrüche in großer Zahl

  • verringerter Seildurchmesser durch inneren Verschleiß.

Es ist gesetzlich vorgeschrieben, dass Anschlagseile und laufende Seile vor Inbetriebnahme und während der Nutzung in periodischen Abständen einer Kontrolle durch Nutzer und Sachverständige unterzogen werden. Kranseile (laufende Seile) werden dabei in Abhängigkeit von der Einsatzdauer vorbeugend ausgetauscht.

09. Wie kann eine optimale Nutzungsdauer beim Einsatz von Stahlseilen erreicht werden (Überblick)?

Eine optimale Nutzungsdauer kann durch folgende Maßnahmen erreicht werden:

  1. Nutzung bis zur optimalen, zulässigen Verschleißgrenze.

  2. Ständige Schmierung der Seile (insbesondere laufender Seile) zur Verringerung des Verschleißes und zum Schutz gegen zu große Verschmutzung.

  3. Vermeidung und Verringerung schädigender, mechanischer Belastungen, z. B. Quetschung, Knickung, Verdrehung, stoßartige Belastung.

  4. Schutz vor schädigender Belastung durch Feuchtigkeit, Schmutz, Temperatur und Überlast.

  5. Bestimmungsgemäßer Einsatz der Seile nach den anerkannten Regeln der Technik.

10. Wie kann der Verschleiß von Seiltrommeln und Seilrollen vermindert werden?

  • Seilrollen

    dienen zur Umlenkung oder als Ausgleichrollen sowie als Leitrollen in Flaschen. Je nach Einsatzzweck können sie in gegossener oder geschweißter Ausführung sowie aus Kunststoff (Polyamid) hergestellt sein.

    • Sie können mit Gleitlagern oder Wälzlagern in Dauerschmierung versehen sein.

    • Für das Arbeiten in staubiger und feuchter Umgebung besitzen z. B. Seilrollenlager eine Nachschmiermöglichkeit durch die Nabe oder Achse.

  • Seiltrommeln (ein- oder mehrlagig bewickelt)

    müssen das Seil sicher führen und geordnet aufnehmen. Ungeordnetes Bewickeln ist im Kranbau nicht gestattet.

  • Seilrollen und Seiltrommeln:

    • Sie sollen leichtgängig sein und dürfen nicht beschädigt oder verschlissen sein.

    • Durch regelmäßiges Nachschmieren aller notwendigen Lagerstellen nach Wartungsanleitung, Kontrolle aller Sicherheitseinrichtungen auf volle Funktionsfähigkeit vor Einsatzbeginn und rechtzeitige Erneuerung verschlissener Bauteile wird nicht nur die Sicherheit erhöht, sondern auch der vorzeitigen Verschleiß/der Ausfall verhindert.

  • Überprüfung der Überlastsicherung und der Notendhalteeinrichtung:

    Die Sicherheitsbestimmungen verlangen vom Bediener der Krananlage die Überprüfung der Überlastsicherung vor Beginn der Kranarbeiten und vom Bediener der Winden sowie der Hub- und Zuggeräte (z. B. Elektro-Kettenzüge) die Überprüfung der vorhandenen Notendhalteeinrichtungen vor Schichtbeginn. Dadurch können plötzlich auftretende Personenschäden und große Schädigungen an den technischen Anlagen vermindert werden.

11. Welchen Beanspruchungen unterliegen Wellen und Achsen?

  • Wellen

    übertragen Drehbewegungen und Drehmomente. Sie sind umlaufend und tragen teilweise Bauteile. Wellen werden auf Verdrehung (Torsion) und meist auch auf Biegung und Scherung beansprucht.

  • Achsen

    tragen und stützen sich drehende Bauteile. Feststehende Achsen werden schwellend, umlaufende wechselnd auf Biegung beansprucht.

12. Welche Eigenschaften der unterschiedlichen Lager sind für deren Funktionserhalt zu beachten?

  • Einteilung:

    Man unterteilt Lager nach der Reibungsart sowie nach der auf das Lager wirkenden Kraft (Belastung) in:

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  • Vergleich der Eigenschaften:

    Der Vergleich von Gleitlagern und Wälzlagern hinsichtlich ihrer Eigenschaften, ergibt folgende Unterschiede, die beim Funktionserhalt der Lager zu beachten sind:

    Vergleich der Eigenschaften
     GleitlagerWälzlager
     
    Anlaufmoment• • •
    Potenzielle Drehzahl• • •begrenzt
    Lebensdauer• • • •begrenzt
    Schmutzempfindlichkeit• •• • •
    Geräuschentwicklung• •
    Empfindlichkeit gegen Stoß/Erschütterung• • •
    Wartungsaufwand
    • ständige Wartung
    • hoher Schmierstoffverbrauch (Ausnahme: selbstschmierende Lager)
    • gering
    • geringer Schmierstoffverbrauch
    Aufbau
    • einfach
    • geteilt/ungeteilt
    • komplex (viele Einzelteile)
    • ungeteilt
    Baugröße
    • geringer Raumbedarf
    • kleinste Abmessungen möglich
    • Raumbedarf höher
    • kleinste Abmessungen nur eingeschränkt möglich
    Legende: sehr hoch … • • • • •gering: • 
  • Arbeitsregeln bei der Montage/beim Austausch von Wälzlagern:

    1. Absolute Sauberkeit am Arbeitsplatz (einschließlich der Werkzeuge) einhalten.

    2. Das Lager erst kurz vor dem Fügen der Verpackung entnehmen.

    3. Reihenfolge beim Einbau einhalten. Der stramm gepasste Ring wird zuerst gefügt.

    4. Ein Verkanten der Ringe ist unbedingt zu vermeiden.

    5. Die Fügekraft muss am zu fügenden Ring ansetzen (nicht am Wälzkörper).

    6. Fügen mit hydraulischer Presse durchführen (nicht mit dem Hammer).

    7. Nach Abschluss der Arbeiten: Lagerlauf und -spiel prüfen.

13. Welche Ursachen können bei Wälzlagern zu vorzeitigen Schädigungen führen?

  • Unsachgemäße Gewalteinwirkung beim Einbau/Austausch

  • zu geringes Lagerspiel

  • fehlerhafte/unzureichende Schmierung, Überlastung

  • Einwirkungen von Sand, Metallspänen, Korrosion, Staub.

14. Welche baulichen Ausführungen gibt es bei Kranschienen und Laufrädern?

Man unterscheidet

  • Kranschienen aus

    • Flachstahlschienen (für kleine bis mittlere Belastungen)

    • Profilen nach DIN 536 (für größere Belastungen)

    • herkömmlichen Eisenbahnschienen (für Beton-/Schwellenfundamentierungen).

  • Laufräder aus

    • Gusseisen

    • Radreifen (Baustahl oder vergüteter Stahl; vgl. DIN 15074 – 15084).

15. Welche Aufgabe haben Bremsen und Rücklaufsperren in Hebeanlagen?

  • Bremsen

    haben in Hebeanlagen die Aufgabe, die Senkgeschwindigkeit der Last bei Abschaltung des Antriebs zu reduzieren. Entsprechend der UVV muss eine Bremse in der Lage sein, die PrüflastPrüflast = 1,25 • Nennlast bei voller Senkgeschwindigkeit ohne wesentlichen Nachlauf zu stoppen.

  • Rücklaufsperren

    sind mechanische, selbsttätig eingreifende Maschinenteile. Sie haben die Aufgabe, das Rückdrehen der Sperrwelle gegen die Antriebsrichtung zu verhindern.

Nach der Wirkungsweise unterscheidet man folgende Sperren:

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16. Was gilt generell für Bremsen und Sicherheitseinrichtungen in Hebeanlagen?

Bremseinrichtungen, Kupplungen, mechanische Sicherungen (z. B. Sperrklinken, Endschalter) und andere Sicherheitseinrichtungen in Hebeanlagen unterliegen dem normalen Verschleiß und sind deshalb während des Betriebes zu beobachten und rechtzeitig in Stand zu setzen.

17. Was sind Lastaufnahmeeinrichtungen in Hebezeugen?

Lastaufnahmeeinrichtungen unterscheidet man in:

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  • Tragmittel sind mit dem Hebezeug dauerhaft verbunden. Sie nehmen Lasten, Lastaufnahmemittel oder Anschlagmittel auf.

  • Lastaufnahmemittel gehören nicht generell zum Hebezeug. Sie können mit dem Tragmittel zur Aufnahme der Last verbunden werden.

  • Anschlagmittel gehören nicht generell zum Hebezeug. Sie stellen eine Verbindung von Tragmittel und Last bzw. von Tragmittel und Lastaufnahmemittel her.

    Lastaufnahmeeinrichtungen sind vor Korrosion und Verformung zu schützen. Die Funktionsfähigkeit der Anschlagmittel ist zu gewährleisten.

18. Welche Hebezeuge werden nach der DIN 15100 unterschieden?

  1. Handhebezeuge sind Kleinhebezeuge mit Hand- oder Motorantrieb.

  2. Bei den Elektrokettenzüge wird die Kette als Tragmittel eingesetzt; Bauformen, z. B.:

    • einsträngige/zweisträngige, ortsfeste Kettenzüge,

    • Einschienenlaufkatzen (ohne/mit Fahrantrieb).

  3. Bei den Elektroseilzügen wird das Seil als Tragmittel eingesetzt; Bauformen z. B.:

    • ortsfeste Elektroseilzüge,

    • Zwillingshubwerke,

    • Winkelfahrwerke.

19. Was sind typischen Schädigungen und Mängel an Fördermitteln und Fördereinrichtungen, die eine Überprüfung und eine sofortige Beseitigung erfordern (Zusammenfassung)?

  1. Lagerschäden (oft durch Geräuschbildung und Schwergängigkeit bemerkbar).

  2. Äußere mechanische Schäden, die die Leichtgängigkeit beweglicher Bauteile stark behindern und eine sichere Funktionsweise unmöglich machen (z. B. verschlissene Laufrollen).

  3. Versagen

    • der Rückschlag- und Rücklaufsicherung,

    • der Brems- und Notendhalteeinrichtung,

    • von Endschalter und Überlastschutz.

  4. Ungewohnte Geräusche im Getriebe.

  5. Ketten- und Seilschäden.

  6. Aufbiegung des Lasthakens.

  7. Unzulässige Abnutzung lasttragender Bauteile.

  8. Leckstellen an Hydraulik- und Pneumatikanlagen.

  9. Entfernte oder nicht funktionsfähige, mechanische Sicherheitseinrichtungen und Abdeckungen; Versagen elektrischer bzw. elektronischer Sicherheitseinrichtungen.

  10. Unzulässige Ölstände oder verschmutztes Öl durch ungenügende Wartung.