Elektrokettenzug-Bremse einstellen: So geht’s
Der Kern der Bremsspalt-Einstellung bei Elektroseilzügen liegt in den Lüftspiel-Normwerten der drei Bremstypen – Konusbremse 0,3–0,5 mm (Serienausstattung CD1/MD1), Scheibenbremse 0,2–0,4 mm (hydraulisch bei großen Traglasten), elektromagnetische Bremse 0,3–0,6 mm (Frequenzumrichter-Elektroseilzug). Fehleinstellungen führen zu Lastrutschen und Schleifbremse – die beiden häufigsten Sicherheitsrisiken bei Elektroseilzügen.
Die Bremse des Elektroseilzugs ist die „letzte Verteidigungslinie" für den sicheren Betrieb des Hubwerks. Gemäß DIN 15018 – Krane; Grundsätze für Stahltragwerke und JB/T 10227-2017 – Bremse für Elektroseilzug muss das Bremsmoment mindestens das 1,5-fache des Nenn-Hubmoments betragen, und der Bremsweg darf 1/100 der Nenn-Hubgeschwindigkeit nicht überschreiten. In der Praxis jedoch sind über 60 % der Bremsstörungen auf falsche Spalteinstellungen zurückzuführen: Zu großer Spalt führt zu unzureichender Bremskraft und Lastrutschen, zu kleiner Spalt verursacht Schleifbremse mit Überhitzung, schnellen Verschleiß der Reibbeläge bis hin zum Durchbrennen. Dieser Artikel erläutert die Norm-Spaltwerte der drei Bremstypen und liefert konkrete Messwerkzeuge, Einstellschritte und Prüfverfahren.
Konusbremse einstellen: Lüftspiel bei CD1/MD1-Elektroseilzügen
Die CD1/MD1-Elektroseilzüge sind serienmäßig mit der Konusbremse des Konusläufermotors ausgestattet – der am weitesten verbreiteten Bremsbauart bei Elektroseilzügen. Das Lüftspiel der Konusbremse beträgt 0,3–0,5 mm (einseitig), gemessen mit einer Fühlerlehre der Genauigkeitsklasse 0,02 mm zwischen Bremskonus und Bremsring. Bei abgeschaltetem Motor verschiebt sich der Konusläufer axial unter Federkraft, der Bremskonus presst gegen den Bremsring und erzeugt das Bremsmoment; bei eingeschaltetem Motor überwindet die elektromagnetische Kraft die Federkraft, der Läufer bewegt sich in Gegenrichtung und die Bremse wird gelüftet.
Schritt 1 – Elektroseilzug spannungsfrei schalten und Stromversorgung verriegeln. Aktuelles Lüftspiel mit der Fühlerlehre messen und dokumentieren.
Schritt 2 – Sicherungsmutter am Bremsendeckel lösen. Durch Verändern der Einstellscheiben (Standarddicken 0,1 mm / 0,2 mm / 0,5 mm) wird die Vorspannkraft der Feder und damit das Lüftspiel eingestellt.
Schritt 3 – Scheiben hinzufügen vergrößert das Lüftspiel, Scheiben entfernen verkleinert es. Jede Einstelländerung maximal 0,1 mm, danach Mutter wieder festziehen.
Schritt 4 – Lüftspiel mit der Fühlerlehre nachmessen. Es muss im Bereich 0,3–0,5 mm liegen, die Abweichung zwischen beiden Seiten darf 0,1 mm nicht überschreiten.
Wichtige Hinweise: Der Bremsring der Konusbremse ist ein Verschleißteil mit einer typischen Lebensdauer von 1.000–2.000 Betriebsstunden. Nach dem Einbau eines neuen Bremsrings sind 50 Einfahrzyklen erforderlich (25 Hübe leer auf und ab), danach muss das Lüftspiel neu gemessen werden, da sich die Bremsringoberfläche während des Einfahrens leicht plastisch verformt. Ist der Bremsring auf weniger als 50 % seiner ursprünglichen Dicke abgenutzt, muss er ersetzt werden – andernfalls kann auch bei normgerechtem Lüftspiel kein ausreichendes Bremsmoment gewährleistet werden.
Scheibenbremse einstellen: Lüftspiel bei hydraulischen und elektromagnetischen Ausführungen
Scheibenbremsen kommen bei Elektroseilzügen großer Tragkraft (ab 10 t) und bei metallurgischen Elektroseilzügen zum Einsatz, angetrieben durch Hydrostoßantrieb oder Elektromagnet. Das Lüftspiel der Scheibenbremse ist enger toleriert als bei der Konusbremse – 0,2–0,4 mm, gemessen mit Fühlerlehre und Messuhr. Die Scheibenbremse besteht aus Bremsscheibe, Reibbelägen, Druckfedern und Bremslüfter. Beim Bremsvorgang überwindet der Bremslüfter die Federkraft und hebt die Reibbeläge beidseitig von der Bremsscheibe ab.
Die Einstellung erfolgt über die Einstellschraube am Bremsgehäuse: Drehen im Uhrzeigersinn verkleinert das Lüftspiel, Drehen gegen den Uhrzeigersinn vergrößert es. Eine Vierteldrehung entspricht einer Spaltänderung von ca. 0,05–0,08 mm. Dabei müssen die Spalte beider Reibbeläge (oben und unten) zur Bremsscheibe gleichzeitig gemessen werden, um eine gleichmäßige Einstellung sicherzustellen. Bei der hydraulischen Ausführung sind zusätzlich Hydraulikölstand und -qualität zu prüfen: Verwendet wird Hydrauliköl 10 (aviation), bei einem Wassergehalt über 0,1 % oder erhöhter Partikelbelastung ist das Öl zu wechseln. Überschreitet der Bremsweg nach dem Bremsvorgang 50 mm (bei Leerfahrt), ist eine Neueinstellung oder ein Belagwechsel erforderlich.
Eine typische Störung der Scheibenbremse ist die verzögerte Zuführung des Bremslüfters, die zu einem trägen Schließverhalten führt. Bei einer Rücklaufzeit des Bremslüfters über 0,5 s spricht die Bremse spürbar verzögert an. Mögliche Ursachen: zu hohe Ölviskosität (im Sommer ISO VG 46, im Winter ISO VG 32), verstopfte Rücklaufleitung oder hängender Kolben. Nach der Behebung sind drei Leerbremsungen durchzuführen, um Luft aus der Hydraulikleitung zu entfernen.
Elektromagnetische Bremse einstellen: Lüftspiel bei Frequenzumrichter-Elektroseilzügen
Elektromagnetische Bremsen (Ruhestrombremse) werden häufig bei Frequenzumrichter-Elektroseilzügen eingesetzt. Das Funktionsprinzip: Bei Bestromung erzeugt die Magnetspule eine Magnetkraft, die die Federkraft überwindet und den Anker anzieht, wodurch die Bremsscheibe freigegeben wird; bei Stromunterbrechung drückt die Federkraft den Anker gegen die Bremsscheibe und bewirkt die Bremsung. Das Lüftspiel der elektromagnetischen Bremse beträgt 0,3–0,6 mm und wird über die Einstellschraube zur Ankerhub-Begrenzung eingestellt.
Vor der Einstellung muss mit einem Multimeter der Gleichstromwiderstand der Magnetspule (typisch 80–200 Ω) sowie die Ausgangsspannung des Gleichrichters (DC 170–200 V) gemessen werden, um die elektrische Funktion sicherzustellen. Danach die selbstsichernde Mutter lösen und die Einstellschraube drehen – im Uhrzeigersinn verkleinert das Lüftspiel, gegen den Uhrzeigersinn vergrößert es. Nach der Einstellung wird das Lüftspiel an vier gleichmäßig über den Umfang der Bremsscheibe verteilten Punkten mit der Fühlerlehre gemessen; die Abweichung zwischen den vier Punkten darf 0,05 mm nicht überschreiten. Abschließend die selbstsichernde Mutter mit dem vorgeschriebenen Drehmoment (Drehmomentschlüssel) anziehen.
Die häufigste Störung der elektromagnetischen Bremse ist das Durchbrennen der Spule, wodurch die Bremse nicht mehr lüftet. Der Motor läuft dann im Blockierzustand und gibt ein Brummgeräusch von sich; ohne sofortiges Abschalten kann die Motorwicklung innerhalb weniger Minuten durchbrennen. Vorbeugemaßnahme: Regelmäßige Widerstandsmessung der Spule zur Beurteilung der Isolationsalterung. Sinkt der Isolationswiderstand unter 0,5 MΩ, muss die Spulenbaugruppe zwingend ersetzt werden.
Lüftspiel-Normwerte der drei Bremstypen im Vergleich
| Parameter | Konusbremse | Scheibenbremse | elektromagnetische Bremse |
|---|---|---|---|
| NormRückstellweg | 0.3~0.5mm | 0.2~0.4mm | 0.3~0.6mm |
| Anwendbare Baureihe | CD1/MD1Lastaufnahmemittel(0.5~16t) | Schwerlast-Hebezug(10~80t) | Frequenzumrichter-Elektroseilzug(1~32t) |
| EinstellungVerfahren | Erhöhen/ReduzierenEinstellungUnterlegscheibe | DrehungEinstellungSchraube | EinstellungSchraube+FederKraft |
| Messmittel | Fühlerlehre(0.02mmGenauigkeit) | Fühlerlehre+Messuhr | Fühlerlehre+Multimeter |
| beidseitigAbweichung | <0.1mm | <0.05mm | <0.05mm |
| EinstellungZyklus | monatliche Prüfung,vierteljährliche FeinkontrolleEinstellung | vierteljährliche Prüfung,halbjährliche Gesamtkalibrierung | monatliche SpulenprüfungWiderstand,vierteljährlichKalibrierung |
Prüfverfahren nach der Bremseneinstellung
Jeder Elektroseilzug von Kelude wird vor Auslieferung gemäß den folgenden Kriterien geprüft, um eine zuverlässige Übergabe des Bremssystems sicherzustellen. Nach der Einstellung müssen drei Prüfungen erfolgreich absolviert werden, bevor der Zug in Betrieb genommen werden darf.
Leerlaufprüfung – Das Hubwerk wird im Leerlauf dreimal angehoben und abgesenkt. Dabei wird kontrolliert, ob die Bremse sauber ein- und auskuppelt und ob ungewöhnliche Geräusche durch Schleifkontakt auftreten.
Nennlastprüfung – Die Nenntragfähigkeit wird angehoben, bis die Last etwa 200 mm über dem Boden schwebt. Der Zug wird für 3 Minuten in dieser Position gehalten und der Lastabfall gemessen. Der zulässige Lastabfall beträgt 1/100 der Hubgeschwindigkeit (z. B. bei einer Hubgeschwindigkeit von 8 m/min max. 80 mm). Im Leerlauf darf der Abfall 50 mm nicht überschreiten.
Prüfung der Überlastsicherung – Bei einer Last von 110 % der Nennlast muss die Überlastsicherung innerhalb von 2 Sekunden einen akustischen und optischen Alarm auslösen und den Hubkreis abschalten.
Nach Abschluss der Bremseneinstellung sind folgende Daten zu dokumentieren und zu archivieren: Einstelldatum, Lüftspalt vor der Einstellung, Lüftspalt nach der Einstellung, Name des einstellenden Technikers sowie der gemessene Lastabfall unter Nennlast. Gemäß Vorschrift TSG 51-2023 sind Bremseneinstellprotokolle ein verbindlicher Bestandteil der technischen Dokumentation des Krans.
Weiterführende Lektüre: Druckluftbremsen-Ausfall bei Kränen: Drei typische Fehlerquellen – verzögerte Druckluftreaktion, fehlende Ausfallsicherheit, fehlende Schottbleche in Hochtemperatur-Werkstätten – Typische Fehlerbilder und Präventionsstrategien verschiedener Bremsenbauarten. Die hier beschriebene Methode zur Einstellung des Bremsluftspalts gilt für die gesamte Elektroseilzug-Baureihe von Kelude (Typen CD1/MD1/HC/HM). Abweichende Unterlegscheiben-Spezifikationen und Zielwerte für den Lüftspalt entnehmen Sie bitte den werkseitigen technischen Unterlagen.
Häufige Fragen zur Elektroseilzugbremse
F: Der Lastabfall des CD1-Elektroseilzugs nach dem Bremsvorgang übersteigt 100 mm. Kann das Problem direkt durch eine Anpassung des Lüftspalts behoben werden?
A: Nicht unbedingt. Prüfen Sie zunächst mit einer Fühlerlehre die Dicke des Bremsrings. Wenn der Verschleiß mehr als 50 % der ursprünglichen Dicke beträgt, kann selbst ein korrekt eingestellter Lüftspalt kein ausreichendes Bremsmoment erzeugen – der Bremsring muss ersetzt werden. Kontrollieren Sie außerdem die Kegelbremsfläche auf Ölverschmutzung (durch Getriebeleckagen oder übermäßige Fettzugabe). Öl kann den Reibungskoeffizienten von 0,35–0,45 auf unter 0,05 absinken lassen. Prüfen Sie schließlich die Federn des Kegelläufermotors auf Ermüdung – messen Sie die freie Höhe der Feder mit einem Federtester. Liegt sie mehr als 2 mm unter dem Standardwert, ist die Feder auszutauschen.
F: Nach der Bremseneinstellung tritt nach einer halben Stunde Betrieb ein verbrannter Geruch auf. Was ist die Ursache?
A: Die typische Ursache ist ein zu gering eingestellter Lüftspalt, der zu Schleifkontakt führt. Wenn der Lüftspalt kleiner als 0,2 mm (Kegelbremse) bzw. 0,15 mm (Scheibenbremse) ist, bleibt der Reibbelag auch im gelösten Zustand in leichtem Kontakt mit der Bremsfläche. Die daraus resultierende Dauerreibung erzeugt hohe Temperaturen – die Oberflächentemperatur der Bremse kann 150 °C überschreiten. Der Zug muss sofort stillgesetzt werden. Nach vollständiger Abkühlung der Bremse ist der Lüftspalt neu auf den oberen Grenzwert einzustellen. Prüfen Sie außerdem, ob der Reibbelag bereits verkohlt ist und ausgetauscht werden muss.
F: Welche Anforderungen stellt die Norm JB/T 10227-2017 an die statische Belastungsprüfung von Bremsen für Elektroseilzüge?
A: JB/T 10227 schreibt vor, dass die Bremse eines Elektroseilzugs eine statische Belastungsprüfung mit dem 1,25-fachen der Nennlast über mindestens 10 Minuten ohne Durchrutschen oder bleibende Verformung bestehen muss. Zusätzlich muss die Bremse nach 1.000 aufeinanderfolgenden Bremsungen unter Nennlast ein Bremsmoment von mindestens 85 % des Ausgangswerts aufweisen. Neue Bremsen werden mit einem Bremsmoment-Prüfbericht ausgeliefert. Der Betreiber ist verpflichtet, mindestens einmal jährlich eine statische Belastungsprüfung durchzuführen.
F: Sollte der Bremsluftspalt bei einem Elektroseilzug mit häufigen Start-Stopp-Zyklen eher am oberen oder unteren Ende des Toleranzbereichs eingestellt werden?
A: Er sollte am oberen Ende des Toleranzbereichs eingestellt werden (Kegelbremse: 0,4–0,5 mm, Scheibenbremse: 0,3–0,4 mm). Bei häufigen Start-Stopp-Zyklen (mehr als 120 Starts pro Stunde) stellt jeder Bremsvorgang eine Energieumwandlung dar. Ein zu kleiner Lüftspalt reduziert den Wärmeableitraum, wodurch die Bremstemperatur schnell ansteigt. Für solche Anwendungen empfehlen wir Bremsen mit Zwangsbelüftung und eine Verkürzung des Einstellintervalls von monatlich auf alle 2 Wochen.
