Traglastbegrenzer am Brückenkran prüfen
⚠️ Traglastbegrenzer zählen zu den kritischsten Sicherheitsschutzeinrichtungen an Brückenkranen. Ihre Kalibriergenauigkeit wirkt sich direkt auf die Sicherheit des Hebevorgangs aus. Der Einstellwert des Begrenzers beträgt üblicherweise 90 % der Nenntragfähigkeit (Vorwarnung) und 105 % (Auslösung/Unterbrechung). Die Kalibriertoleranz sollte ±1 % der Nennlast nicht überschreiten. Die regelmäßige Überprüfung umfasst die drei Kernschritte Nullpunktkalibrierung, Messbereichskalibrierung und Funktionstest der Auslösung. Das Kalibrierintervall sollte 12 Monate nicht überschreiten.
Der Traglastbegrenzer (auch Überlastsicherung oder Lastbegrenzer genannt) ist die zentrale Sicherheitsschutzeinrichtung für den sicheren Betrieb von Brückenkranen. Durch die kontinuierliche Erfassung der Hublast gibt das System bei Überschreitung des eingestellten Schwellenwerts ein Warnsignal aus oder unterbricht automatisch die Hubwerks-Stromversorgung. Dadurch werden schwere Unfälle wie Drahtseilbruch, Strukturverformung oder sogar das Kippen des gesamten Krans infolge von Überlast verhindert. Dieser Fachartikel erläutert systematisch die Kalibrierverfahren und die wesentlichen Bedienungspunkte für Traglastbegrenzer.
Funktionsprinzip und Bauarten von Traglastbegrenzern
Ein Traglastbegrenzer besteht aus drei Hauptkomponenten: dem Sensor, der Signalverarbeitungseinheit und dem Anzeige- und Steuergerät. Der Sensor wandelt die Hublast in ein elektrisches Signal um, das nach Verstärkung und A/D-Wandlung einem Mikroprozessor zur Analyse und zum Vergleich zugeführt wird. Erreicht die Last den voreingestellten Vorwarnschwellenwert (in der Regel 90 % der Nenntragfähigkeit), löst die Steuerung einen akustischen und optischen Alarm aus. Steigt die Last weiter bis zum Auslöseschwellenwert (105 % der Nenntragfähigkeit), gibt die Steuerung ein Abschaltsignal aus, unterbricht die Stromversorgung des Hubwerks und leitet eine Bremsung ein.
Die folgende Abbildung zeigt den vollständigen Ablauf der Kalibrierung eines Traglastbegrenzers sowie die wichtigsten Parameter:
Kalibrierablauf und Parameter für Traglastbegrenzer1. VorbereitungSensortyp prüfenStandardgewichte/Kraftmessgerät bereitstellenSpannungsfrei schalten, absperren, Spannungsfreiheit prüfen2. NullpunktkalibrierungLeerzustandNullpunkt-Potentiometer einstellenAnzeige auf Null ±0,5 %3. Linearitätskalibrierung50 % Nennlast aufbringenVerstärkung/Empfindlichkeit einstellenAbweichung ≤ ±3 %4. Schwellwerttest90 % Vorwarnung ohne Auslösung100–105 % Alarm/Auslösung110 % HubunterbrechungSchwellwert-Einstellnormen (gemäß TSG Q0002 und GB/T 28264)<g trans
Je nach Sensortyp werden hauptsächlich zwei Bauformen unterschieden: der Seilkraft-Sensor und der Lagergehäuse-Sensor. Der Seilkraft-Sensor wird am festen Ende des Hubdrahtseils montiert und ermittelt den Lastwert indirekt über die Messung der Seilspannung. Der Lagergehäuse-Sensor wird unterhalb des Lagergehäuses des Rollenblocks installiert und misst direkt die Stützreaktion des Rollenblocks. Er bietet eine höhere Genauigkeit und bessere Störfestigkeit und eignet sich daher für große Tragfähigkeiten und häufigen Einsatz. Bei Kranen mit frequenzgesteuerter Drehzahlregelung kann zusätzlich das Drehmomentsignal des Frequenzumrichters für eine elektronische Lastbegrenzung genutzt werden. Es ist jedoch zu beachten, dass ein elektronischer Begrenzer einen unabhängigen mechanischen Begrenzer nicht vollständig ersetzen kann.
Vorbereitende Maßnahmen vor der Kalibrierung
Vor der Kalibrierung sind folgende Vorbereitungen zwingend erforderlich, um die Genauigkeit und Sicherheit des Prozesses zu gewährleisten. Zunächst ist sicherzustellen, dass alle Kranmechanismen einwandfrei funktionieren, die Bremse zuverlässig arbeitet und das Hubdrahtseil sauber aufgewickelt ist, ohne Drahtbrüche oder Verformungen. Die für die Kalibrierung verwendeten Standardgewichte oder Lasten müssen messtechnisch geprüft und zugelassen sein, mit einer Genauigkeit von mindestens ±0,5 %, und über ein gültiges Prüfzertifikat verfügen. Der Kalibrierbereich ist als Sicherheitszone abzusperren und mit Warnschildern zu kennzeichnen; unbefugtes Personal darf den Bereich unterhalb der Last nicht betreten. Das Kalibrierpersonal muss einen gültigen Befähigungsnachweis für Hebezeuge (Q2-Zertifikat) besitzen und mit den technischen Parametern und Bedienungsanforderungen des Begrenzers vertraut sein.
Für die Kalibrierung sind folgende Werkzeuge bereitzustellen: ein kalibriertes digitales Multimeter (Genauigkeit 0,5), ein Isolationsprüfgerät (500-V-Bereich) und ein Simulator für analoge Signale (für die Simulationsprüfung elektronischer Begrenzer). Für digitale Begrenzer mit CAN-Bus- oder RS485-Kommunikation werden zusätzlich die entsprechende Kommunikationssoftware und Schnittstellenkonverter benötigt. Alle Messmittel müssen sich innerhalb ihres Eichzeitraums befinden. Vor der Kalibrierung sind die Wartungsunterlagen der Anlage einzusehen, um die Daten und Abweichungen der letzten Kalibrierung zu kennen.
Schritte zur Nullpunkt- und Linearkalibrierung
Schritt 1: Aufwärmen und Erstprüfung – Den Begrenzer vor der Kalibrierung mindestens 3 Minuten lang aufwärmen und sicherstellen, dass alle Funktionstasten des Anzeigegeräts einwandfrei funktionieren und die digitale Anzeige klar und ohne fehlende Segmente ist. Das Anschlusskabel des Sensors auf Beschädigungen prüfen, die Verbindungen auf festen Sitz kontrollieren und die ordnungsgemäße Erdung der Abschirmung verifizieren. Bei länger nicht verwendeten Begrenzern ist eine Isolationsprüfung durchzuführen; der Isolationswiderstand des Sensors gegen Erde muss mindestens 2 MΩ betragen.
Schritt 2: Nullpunktkalibrierung – Im vollständig unbelasteten Zustand (der Haken trägt keine Last) den Anzeigewert des Begrenzers auf Null setzen. Überschreitet die Abweichung ±0,5 % der Nennlast, ist zunächst zu prüfen, ob der Sensor locker sitzt oder die Signalleitung mechanisch belastet wird. Nachdem diese Punkte ausgeschlossen wurden, ist die Kalibrierung über die Nullpunkt-Funktion des Geräts durchzuführen. Bei Lagergehäuse-Sensoren ist die Stützreaktion jedes Sensors einzeln zu prüfen und gegebenenfalls die Höhe der Unterlegscheiben im Lagergehäuse anzupassen.
Schritt 3: Kalibrierung bei 50 % des Messbereichs – Standardgewichte mit 50 % der Nenntragfähigkeit auflegen, den Haken auf ca. 200 mm über dem Boden anheben und stillstehen lassen. Den Anzeigewert des Begrenzers ablesen; die Abweichung darf ±0,5 % der Nennlast nicht überschreiten. Bei Überschreitung den Verstärkungs-Potentiometer des Messbereichs einstellen oder die entsprechenden Kalibrierparameter ändern, bis der Wert stimmt.
Schritt 4: Kalibrierung bei 100 % des Messbereichs – Standardgewichte mit 100 % der Nenntragfähigkeit auflegen, ebenfalls auf ca. 200 mm anheben und stillstehen lassen. Den Anzeigewert ablesen. Über den gesamten Messbereich darf der Linearitätsfehler des Begrenzers ±0,5 % FS (vom Endwert) nicht überschreiten. Bei größeren Nichtlinearitäten ist die Linearität und Wiederholbarkeit des Sensors zu prüfen und gegebenenfalls der Sensor auszutauschen.
Test der Aktionsschwellen
Schritt 5: Test der Vorwarnfunktion – Die Last auf 90 % der Nenntragfähigkeit erhöhen und langsam anheben. Beim Erreichen der Vorwarnschwelle muss der Begrenzer einen akustischen und optischen Alarm auslösen (Summer ertönt, rote Warnleuchte blinkt), ohne die Hub-Stromversorgung zu unterbrechen. Das Alarmsignal muss so lange anhalten, bis die Last unter die Vorwarnschwelle sinkt und eine manuelle Quittierung durch das Bedienpersonal erfolgt.
Schritt 6: Test der Abschaltfunktion – Die Last weiter auf 105 % der Nenntragfähigkeit erhöhen. Der Begrenzer muss innerhalb der vorgegebenen Zeit (in der Regel unter 200 ms) die Stromversorgung des Hubwerks zuverlässig unterbrechen und gleichzeitig die Bremse zur Bremsung aktivieren. Nach der Abschaltung darf das Hubwerk nur noch in Senkrichtung bewegt werden können, nicht weiter heben. Dieser Test ist dreimal zu wiederholen; jedes Mal muss die Auslösung zuverlässig erfolgen. Hinweis: Bei Begrenzern mit einer Überlast-Verzögerungsfunktion ist der Test gemäß den Anweisungen des Herstellers innerhalb der Überlastdauer durchzuführen, um sicherzustellen, dass die Verzögerungszeit korrekt eingestellt ist.
Schritt 7: Wiederholbarkeitsprüfung – Die Tests an den Aktionspunkten 90 % und 105 % sind jeweils mindestens dreimal zu wiederholen, wobei der tatsächliche Auslöselastwert jedes Mal zu protokollieren ist. Die Wiederholbarkeitsabweichung (Differenz zwischen Maximal- und Minimalwert geteilt durch die Nennlast) darf ±1 % nicht überschreiten. Bei schlechter Wiederholbarkeit sind mögliche Ursachen: lockerer Sensorsitz, schlechter Kontakt im Signalkabel oder Drift des internen A/D-Wandlers im Messgerät.
Kalibrierparameter-Übersicht
| Prüfpunkt | Technische Anforderungen | KonformitätsbeurteilungNorm |
|---|---|---|
| Nullpunktdrift | LeerlaufVorwärmung3nach Minuten auf Null stellen | Abweichungnicht überschreitenNennlastdes/der±0.5% |
| MessbereichLinearität | 50%und100%PunktKalibrierung | Abweichung nicht überschreiten±0.5% FS |
| Voralarm-Auslösewert | eingestellt auf90%Nenntragfähigkeit | AuslösungAbweichungnicht überschreiten±5% |
| Abschalt-Auslösewert | eingestellt auf105%Nenntragfähigkeit | AuslösungAbweichungnicht überschreiten±5% |
| Wiederholbarkeitsabweichung | Wiederholung an jedem AuslösepunktTestennicht weniger als3Mal | nicht überschreitenNennlastdes/der±1% |
| AbschaltungReaktionszeit | nach ÜberlastBegrenzerAbschaltungStromversorgung | nicht überschreiten200ms |
| Prüfintervall | unter normalen Betriebsbedingungen | nicht überschreiten12Monate |
Sicherheitshinweise für Traglastbegrenzer
🚫 Begrenzer niemals überbrücken oder deaktivieren – Manche Bediener überbrücken aus Bequemlichkeit die Ausgangskontakte des Begrenzers oder ziehen den Netzstecker. Dies ist äußerst gefährlich. Ein ausgefallener Begrenzer bedeutet, dass der Kran seine letzte Überlastschutzbarriere verliert. Bei Überlast sind Drahtseil, Bremse und Stahlkonstruktion unmittelbar gefährdet – ein schwerer Unfall droht. Der Begrenzer darf unter keinen Umständen in seiner Schutzfunktion beeinträchtigt werden.
⚠️ Prüflast muss sicher positioniert sein – Prüfgewichte und Lasten sind gleichmäßig verteilt und fest unter dem Anschlagmittel zu befestigen. Der Sicherheitsfaktor für Verbindungselemente und Anschlagmittel beträgt mindestens 6. Die Gewichtsabweichung einzelner Prüfgewichte darf ±0,5 % des Nennwerts nicht überschreiten. Während der Kalibrierung ist der Aufenthalt und Durchgang unter der Last verboten. Nach Abschluss der Prüfung sind die Gewichte umgehend zu entfernen und ordnungsgemäß zu verstauen, um unnötige statische Belastungen der Stahlkonstruktion zu vermeiden.
✅ Prüfung muss schriftlich dokumentiert werden – Nach jeder Kalibrierung ist das Prüfprotokoll für Traglastbegrenzer auszufüllen. Es umfasst: Prüfdatum, Typ und Seriennummer des Begrenzers, Gesamtgewicht und Genauigkeitsklasse der Prüfgewichte, Anzeige- und Sollwerte an jedem Kalibrierpunkt, tatsächliche Lastwerte für Vorwarnung und Abschaltung, Prüfergebnis sowie Unterschrift des Prüfers. Das Protokoll ist in das Sicherheitstechnische Archiv des Krans aufzunehmen und mindestens 3 Jahre aufzubewahren. Bei nicht bestandener Prüfung ist die Wartungsabteilung unverzüglich zu informieren; der Begrenzer ist zu reparieren oder zu ersetzen und erst nach erfolgreicher Nachkalibrierung wieder in Betrieb zu nehmen.
Häufige Fragen zum Traglastbegrenzer
F: In welchen Intervallen muss der Traglastbegrenzer kalibriert werden? Welche Risiken bestehen bei Überschreitung?
A: Gemäß TSG Q0002 – Technische Überwachungsvorschrift für die Sicherheit von Hebezeugen darf das Kalibrierintervall 12 Monate nicht überschreiten. Für Krane der Triebwerksgruppe A6~A8 wird empfohlen, das Intervall auf 6 Monate zu verkürzen. Bei nicht rechtzeitig kalibrierten Begrenzern können Nullpunktdrift und Empfindlichkeitsabfall der Sensoren auftreten, wodurch die tatsächlichen Auslöseschwellen erheblich von den Sollwerten abweichen. Im Extremfall spricht der Begrenzer bei Überlast nicht an – die Schutzfunktion ist vollständig aufgehoben.
F: Seitenlastsensor oder Lagergehäuse-Sensor – wie wählt man richtig?
A: Der Seitenlastsensor ist einfach zu montieren und kostengünstig – geeignet für Brückenkrane mittlerer Tragfähigkeit (bis 20t). Die Messgenauigkeit wird jedoch durch Biegeradius und Reibungskraft des Drahtseils beeinflusst; langfristig können Abweichungen von 3 % bis 5 % auftreten. Der Lagergehäuse-Sensor misst direkt die Stützkraft des Rollenblocks und bietet hohe Genauigkeit (±0,5 % FS) sowie langfristige Stabilität – ideal für Krane ab 20t sowie für Anwendungen in Metallurgie und Gießerei mit hohen Anforderungen an die Lastüberwachung. Die Auswahl sollte Tragfähigkeit, Triebwerksgruppe, Wirtschaftlichkeit und Wartungsfreundlichkeit gleichermaßen berücksichtigen.
F: Wie kalibriert man den Traglastbegrenzer ohne Standardgewichte vor Ort?
A: Ohne Standardgewichte kann die Substitutionsmethode angewendet werden. Dabei dient ein kalibrierter elektronischer Hängewaage als Referenzstandard: Sie wird zwischen Haken und Last geschaltet, und ihr Messwert gilt als tatsächliche Last für die Kalibrierung des Begrenzers. Die Genauigkeit dieser Methode hängt von der Genauigkeitsklasse der Hängewaage ab – mindestens Klasse III (Fehler ±0,1 % FS) ist erforderlich, und die Waage muss innerhalb der Eichfrist liegen. Alternativ kann ein Sensor-Simulator (Signalgenerator) für die elektrische Signalkalibrierung elektronischer Begrenzer verwendet werden. Die Simulatorkalibrierung ersetzt jedoch keine reale Lastprüfung – eine physische Lastverifikation sollte mindestens einmal jährlich erfolgen.
F: Elektronische und mechanische Begrenzer – Unterschiede und Austauschbarkeit?
A: Elektronische Begrenzer berechnen die Last über das Drehmomentsignal des Frequenzumrichters oder über separate Wägezellen. Sie bieten schnelle Reaktionszeiten (unter 50 ms), Datenaufzeichnung und Kommunikationsfunktionen – ein Kennzeichen intelligenter Krane. Mechanische Begrenzer erkennen Überlast direkt über Exzenter, Hebel oder Feder und unterbrechen den Steuerkreis mechanisch – sie sind einfach, unabhängig von der Stromversorgung und sehr zuverlässig. Gemäß GB/T 28264-2012 – Sicherheitsüberwachungs- und Managementsystem für Hebezeuge sollten Krane mit elektronischen Begrenzern zusätzlich über eine unabhängige mechanische Überlastschutzeinrichtung als Redundanz verfügen. Beide Systeme sind nicht vollständig gegeneinander austauschbar.
