ISO 16625: Seiltrommeln und Rollen – Auswahl und Wartung
Normenübersicht: ISO 16625 „Krane – Auswahl und Wartung von Seiltrommeln und Rollen“ ist eine technische Richtlinie des ISO/TC 96-Kranausschusses. Sie legt systematisch die Auswahlberechnung, Materialanforderungen, Maßtoleranzen der Rillen, Montage- und Wartungsvorschriften sowie Aussonderkriterien für Seiltrommeln und Rollen fest. Die Norm ist in Verbindung mit ISO 4308 – Auswahl von Drahtseilen für Krane anzuwenden und gewährleistet gemeinsam die sichere und zuverlässige Funktion des Hubwerks-Antriebssystems.
Seiltrommeln und Rollen sind die zentralen Übertragungskomponenten des Hubwerks. Ihre Auswahl und Wartung haben direkten Einfluss auf die Lebensdauer des Drahtseils und die Hubsicherheit. Bereits eine Maßabweichung der Trommelrillen von mehr als 0,5 mm kann zu ungeordnetem Seilaufbau und lokalen Quetschschäden führen. Übermäßiger Verschleiß der Rollenrille kann wiederum Seilabspringen und beschleunigten Drahtbruch verursachen. ISO 16625 bietet einen standardisierten technischen Leitfaden für das Management dieser beiden Schlüsselkomponenten über den gesamten Lebenszyklus.
Trommelauswahl und Rillendesign nach ISO 16625
ISO 16625 legt die Ermittlung des Trommeldurchmessers D wie folgt fest: D ≥ h₁×d (d = Nenndurchmesser des Drahtseils, h₁ = Trommeldurchmesserfaktor entsprechend der Triebwerksgruppe). Für Hubwerke der Triebwerksgruppe M5 gilt h₁=18; für Stufe M6 gilt h₁=20; für Stufe M7 gilt h₁=22,4. Beispiel: Bei einem Brückenkran der Stufe M5 mit 10 t Tragfähigkeit und einem Drahtseildurchmesser von 16 mm ergibt sich ein Mindest-Trommeldurchmesser von D=18×16=288 mm, aufgerundet auf den Normwert 320 mm.
Für die Trommelrillen gelten folgende Richtwerte: Rillentiefe h=0,33d bis 0,40d, Rillenteilung p=d+(2–3) mm, Rillengrundradius R=0,53d bis 0,56d. Die Oberflächenrauheit der Rille beträgt Ra≤3,2 μm. Rillengrund und Rillenflanken müssen durch Abschrecken auf HRC45–50 gehärtet werden, um dem Kontaktverschleiß des Drahtseils zu widerstehen. Die Spurkranzhöhe beidseitig der Rille muss ≥1,5d betragen (bei Seilführung ≥1,0d), um ein Austreten des Drahtseils zu verhindern.
Rollenauswahl und Anforderungen an die Rollenrille
Der Teilkreisdurchmesser der Rolle Dp (Durchmesser des Kreises durch die Drahtseilmitte) wird ebenfalls nach Dp ≥ h₂×d bestimmt. Für gegossene Seilrollen gelten folgende Koeffizienten h₂: M5=20, M6=22,4, M7=25. Die Rollenrille hat einen U-förmigen Querschnitt mit einem Grundradius R=0,525d bis 0,550d und einem Rillenwinkel von 45° bis 60°. Die Oberflächenrauheit der Rillenflanken beträgt Ra≤6,3 μm.
ISO 16625 klassifiziert das Rollenmaterial nach der Zugfestigkeit des Drahtseils: Bei einer Drahtseil-Zugfestigkeit ≤1770 MPa können Rollen aus Sphäroguss QT500-7 oder Stahlguss ZG270-500 gefertigt werden. Bei Zugfestigkeit >1770 MPa (z. B. 1960-MPa-Klasse) müssen die Rollenrillen mittels Mittelfrequenz-Induktionshärtung auf HRC50–55 gehärtet werden, alternativ ist legierter Stahlguss ZG35CrMo mit verschleißfester Auftragsschweißung im Rillengrund zu verwenden. Für die Seilrollenlager werden vorzugsweise Pendelrollenlager in Toleranz H7/g6 eingesetzt, um einen leichten Lauf zu gewährleisten.
Montage und Fluchtungsprüfung
ISO 16625 fordert eine Parallelitätsabweichung zwischen Trommelachse und Achse des festen Rollenblocks von ≤0,5 mm/m. Die Ebenheit der Montagefläche des Trommellagergehäuses muss ≤0,1 mm/500 mm betragen und ist mit einer Fühlerlehre zu prüfen. Der Seilablenkwinkel auf der Trommel (Winkel zwischen Drahtseilmitte und Rillenmitte) darf ≤4° bei Blanker Trommel bzw. ≤2,5° bei Spiralnut betragen. Überschreitet der Winkel diese Grenzwerte, wird das Drahtseil gegen die Rillenflanken gedrückt, was zu beschleunigtem Verschleiß und sogar zum Austreten des Seils führen kann.
Nach der Montage der Rollen ist die Leichtgängigkeit durch Drehen von Hand zu prüfen – Rollen unterhalb M5 müssen sich mit einer Hand drehen lassen, bei M6 und darüber genügt leichtes Drehen mit einem Hebel. Alle Rollen des Rollenblocks müssen in einer Ebene liegen; die Ebenheitsabweichung der Rillenmittenebene darf 1/1000 des Rollenabstands nicht überschreiten. Nach Abschluss der Montage ist ein Probelauf von 30 Minuten ohne Last durchzuführen, um die Seilführung und eventuelle ungewöhnliche Reibgeräusche zu prüfen.
Verschleißüberwachung und Aussonderkriterien
Die Aussonderkriterien für Trommelrillenverschleiß nach ISO 16625: Überschreitet der Wanddickenverschleiß 20 % der ursprünglichen Wanddicke, ist die Trommel auszutauschen. Bei Rillengrund mit Rillen oder Drahtseil-Eindrückungen ab 1 mm Tiefe ist die Rille nachzudrehen – die verbleibende Wanddicke muss jedoch mindestens 80 % der ursprünglichen Dicke betragen.
Aussonderkriterien für Rollenrillen: Bei einem Verschleiß des Rillengrunds von mehr als 25 % des Drahtseildurchmessers ist die Rolle auszutauschen (bei einem Drahtseil von Φ16 mm bedeutet dies eine Verschleißtiefe von 4 mm). Bei einem Seitenverschleiß der Rillenflanken von 30 % der ursprünglichen Dicke ist die Rolle ebenfalls auszutauschen. Risse oder Ausbrüche am Spurkranz erfordern – unabhängig von der Größe – einen sofortigen Austausch.
Schmierung und tägliche Wartung
Trommelrillen und Rollenrillen werden im Arbeitszustand durch das Fett auf der Drahtseiloberfläche selbstschmierend versorgt. ISO 16625 empfiehlt, das Drahtseil alle 200 Betriebsstunden oder mindestens einmal monatlich zu schmieren (maßgeblich ist der frühere Zeitpunkt). Zu verwenden ist ein säure- und harzfreies Spezialfett für Drahtseile (Konsistenz NLGI 2). Die Seilrollenlager sind alle 500 Betriebsstunden mit Lithiumfett nachzuschmieren. Bei Lagertemperaturen über 70 °C ist das Schmierintervall zu verkürzen.
Die Routineinspektion umfasst: Sichtprüfung der Seilführung auf der Trommel, Kontrolle der Rillen auf ungewöhnliche Verschleißspuren, Prüfung der Rollen auf leichten Lauf ohne ungewöhnliche Geräusche sowie Kontrolle der Schrauben an den Lagergehäusedeckeln. Vierteljährlich ist der Rillenverschleiß mit einem Messschieber oder einer Schablone zu messen und zu dokumentieren, um Verschleißtrends zu analysieren.
| Triebwerksgruppe | Trommelh₁ | Rolleh₂ | Seildurchmesser16mmD | Seildurchmesser20mmD |
|---|---|---|---|---|
| M5 | 18 | 20 | ≥288320 | ≥360400 |
| M6 | 20 | 22.4 | ≥320355 | ≥448450 |
| M7 | 22.4 | 25 | ≥358400 | ≥500500 |
Häufige Fragen
F: Warum liegt das Drahtseil nicht sauber in der Trommelrille?
A: Dafür gibt es vier Hauptursachen: ① Der Seilablenkwinkel überschreitet den in ISO 16625 festgelegten Grenzwert von 2,5°. Abhilfe schafft die Neupositionierung der Umlenkrolle oder der Einbau einer Seilführung. ② Die Maßgenauigkeit der Rillen ist unzureichend; liegt die Toleranz der Rillenteilung außerhalb von ±0,3 mm, muss die Trommel nachbearbeitet werden. ③ Die anfängliche Vorspannkraft ist zu gering – bei der Montage eines neuen Seils ist dieses unter 10–15 % der Arbeitslast über 3–5 Windungen vorzuspannen. ④ Das Drahtseil weist eine Eigendrehung auf (typisch für drehende Seile). Hier hilft der Einsatz eines drehungsarmen Drahtseils oder die Montage eines freidrehbaren Drehgelenks am Seilende, um das Drehmoment abzubauen.
F: Welche Frühsymptome deuten auf einen Schaden des Seilrollenlagers hin?
A: Zu den Frühsymptomen zählen: ① Ungewöhnliches Geräusch oder periodisches „Klicken“ der Rolle im Leerlauf; ② deutlich höhere Temperatur am Lagerdeckel im Vergleich zu anderen Rollen (Differenz > 15 °C); ③ spürbarer Widerstand oder ungleichmäßige Drehung beim manuellen Drehen der Rolle; ④ periodisches Seitenschlagen der Rolle (Schlag > 0,5 mm). Tritt eines dieser Anzeichen auf, ist die Anlage sofort stillzusetzen und das Lager mittels Schwingungsanalyse oder Stethoskop zu prüfen. Ein defektes Lager ist umgehend zu tauschen, um zu vermeiden, dass das Drahtseil auf der blockierten Rolle durchreibt und reißt.
F: Lassen sich Trommelrillen vor Ort reparieren?
A: Grundsätzlich ja, jedoch mit Einschränkungen. Bei Rillenverschleiß mit einer Tiefe von weniger als 2 mm kann die Rille vor Ort mit einem Winkelschleifer nachgearbeitet werden. Anschließend ist die Rillenkontur mit einer Schablone zu prüfen. Liegt der Verschleiß über 2 mm, die verbleibende Wanddicke jedoch noch über 80 % des Originalmaßes, muss die Trommel demontiert und in der Bearbeitungswerkstatt auf einer Großdrehmaschine neu gerillt werden. Verringert sich die Wanddicke nach der Nachbearbeitung um mehr als 20 % oder vergrößert sich der Rillendurchmesser so weit, dass der Trommeldurchmesserfaktor h₁ nicht mehr den Anforderungen der Triebwerksgruppe entspricht, ist die Trommel zwingend zu ersetzen. Das Ausbessern von Rillen durch Schweißen vor Ort ist nach ISO 16625 unzulässig – die Wärmeeinbringung verändert die Oberflächenhärte der Rille und birgt das Risiko von Mikrorissen.
F: Gegossene oder gewalzte Seilrolle – was ist die richtige Wahl?
A: Gegossene Seilrollen (Werkstoff Sphäroguss QT500-7 oder Stahlguss ZG270-500) eignen sich für mittlere Durchmesser (≤ 800 mm) und übliche Tragfähigkeiten. Sie sind kostengünstig in der Fertigung, und die Rillenkontur wird über das Gießwerkzeug präzise abgebildet. Gewalzte Seilrollen (Werkstoff Stahlblech Q345B, im Drückverfahren geformt) zeichnen sich durch gleichmäßige Wanddicke und geringes Gewicht aus und sind ideal für die Serienfertigung. Die Maßgenauigkeit der Rille ist jedoch etwas geringer als bei gegossenen Ausführungen. ISO 16625 empfiehlt für Anwendungen der Triebwerksgruppe M5 und darüber sowie bei Drahtseildurchmessern über 20 mm den Einsatz von Stahlguss-Seilrollen mit mittelfrequenz-induktionsgehärteter Rille, um die Lebensdauer der Rille zu verlängern.
