GB/T 12602-2020 Überlastschutzeinrichtungen für Hebezeuge
Die Norm GB/T 12602-2020 „Überlastschutzeinrichtungen für Hebezeuge" ist die aktuell gültige zentrale Sicherheitsnorm für Krane in China, die 2020 von der Nationalen Normungsbehörde veröffentlicht wurde und die Vorgängerversion GB/T 12602-2009 ersetzt. Sie legt Begriffe und Definitionen, technische Anforderungen, Prüfverfahren sowie Prüfregeln für Überlastsicherungen und Lastmomentbegrenzer fest. Auslegerkrane mit einer Nenntragfähigkeit ≥ 3 t müssen zwingend mit einem Lastmomentbegrenzer ausgestattet sein, während Brücken- und Portalkrane eine Überlastsicherung benötigen. Die beiden Einrichtungstypen sind nicht gegeneinander austauschbar.
Die Erarbeitung dieser Norm stützt sich auf die Anforderungen an Sicherheitsschutzeinrichtungen gemäß DIN 15018 – Krandimensionierungsnorm und entspricht den verbindlichen Inspektionsvorschriften der TSG 51 – Sicherheitstechnische Sondervorschrift für Sonderausrüstung.
Hintergrund der Normveröffentlichung und Anwendungsbereich
Die Norm GB/T 12602-2020 wurde am 19. November 2020 von der Staatlichen Marktaufsichts- und Normungsbehörde gemeinsam veröffentlicht und trat am 1. Juni 2021 offiziell in Kraft. Sie ersetzt die elf Jahre lang gültige Fassung GB/T 12602-2009. Die neue Norm wurde in den Bereichen Genauigkeitsklasse, dynamisches Ansprechverhalten, Selbstdiagnosefunktion und Umgebungsanpassungsfähigkeit der Überlastschutzeinrichtungen umfassend aufgerüstet.
Die Norm gilt für Überlastsicherungen und Lastmomentbegrenzer, die an Brückenkranen, Portalkranen, Auslegerkranen (fahrbare Bauart, Turmbauart, Portalunterbau, Schienenkrane usw.) sowie an Ladekranen installiert werden. Sie gilt nicht für Überlastschutzeinrichtungen an manuellen Hebegeräten, Aufzügen und Bauaufzügen. Die fachliche Zuständigkeit liegt beim Technischen Komitee für die Normung von Hebezeugen (SAC/TC 227).
Kelude Schwerindustrie hält sich bei der Auswahl und Integration von Sicherheitsschutzeinrichtungen für Hebezeuge strikt an die Anforderungen dieser Norm. Jedes werksmäßig ausgelieferte Gerät ist standardmäßig mit einer typprüfungszertifizierten Überlastschutzeinrichtung ausgestattet; dazu werden ein Werkskalibrierungszertifikat sowie ein Erinnerungsservice zur Kalibrierung nach 12 Monaten angeboten.
Kernunterschied zwischen Überlastsicherung und Lastmomentbegrenzer
Die Norm GB/T 12602-2020 unterteilt Überlastschutzeinrichtungen eindeutig in zwei Hauptkategorien: Überlastsicherungen (erfassen ausschließlich die Hublast) und Lastmomentbegrenzer (erfassen gleichzeitig Hublast und Ausladung). Diese Einteilung bildet das wichtigste technische Grundgerüst der Norm.
Eine Überlastsicherung benötigt in der Regel nur eine Wägezelle (Zugkraft-, Achsbolzen- oder Drehmomenttyp), die an der Seilrollenachse der festen Rolle, am Hakenquerträger oder an der Abtriebswelle des Motors montiert wird. Über die Messung der Drahtseilspannung bzw. des Motordrehmoments wird die tatsächliche Last rückgerechnet. Überschreitet die Last 110 % des Nennwerts, wird ein akustischer und optischer Alarm ausgelöst; bei 125 % erfolgt eine automatische Abschaltung der Energiequelle. Ein Lastmomentbegrenzer benötigt dagegen mindestens zwei Sensoren – einen Lastsensor und einen Ausladungssensor (Winkel- oder Wegsensor) – und ermittelt den Sicherheitszustand durch Echtzeitberechnung des Verhältnisses von aktuellem Lastmoment zum Nennlastmoment.
| VergleichProjekt | Überlastsicherung | Lastmomentbegrenzer |
|---|---|---|
| SensorAnzahl | 1Stück(Zugkraft/Achszapfen/Drehmoment) | ≥2Stück(Last+Ausladung) |
| AnwendungKranTyp | Brückenbauart,Portalbauart(ohneAusleger) | Ausleger(Fließen/Turmbauart/Portalunterbauusw.) |
| GesamtfehlerAnforderungen | ≤±5%(Nennlast5%~100%Bereich) | ≤±10%(gesamtAusladungsbereich) |
| Alarmschwelle | ≥110%Nennlast | ≥100%Nennlastmoment |
| automatische AbschaltungSchwellwert | ≥125%Nennlast | ≥110%Nennlastmoment |
| Reaktionszeit | ≤1.0s | ≤1.5s(ohneAusladungBerechnung) |
Sensorauswahl und Montageanforderungen
Die Leistungsfähigkeit einer Überlastschutzeinrichtung hängt maßgeblich von der korrekten Sensorauswahl und deren fachgerechter Montage ab. Die Norm DIN 15018 legt die Einbauposition und die geforderte Schutzart der Sensoren verbindlich fest.
Bei Brücken- und Portalkranen wird die Wägezelle der Überlastsicherung typischerweise an der Seilrollenachse der festen Rolle (mit eingebetteten Dehnungsmessstreifen zur Messung der vertikalen Seilkraftkomponente), im Hakenquerträger (als direkt in den Lastpfad integrierte Zugkraftmessdose) oder an der Abtriebswelle des Motors (Drehmomentsensor mit Rückrechnung) installiert. Die Schutzart der Sensoren muss mindestens IP54 betragen (bei Außenbetrieb mindestens IP65). Das Sensorkabel ist getrennt in einem Stahlrohr zu verlegen; der Abstand zum Stromkabel muss mindestens 300 mm betragen, um Störeinkopplungen durch die PWM-Taktung des Frequenzumrichters und daraus resultierende Messwertspringe zu vermeiden. Bei Auslegerkranen ist der Lastmomentbegrenzer zusätzlich mit einem Ausladungssensor (Winkelsensor als Encoder oder Wegsensor mit Seilzug) auszustatten, dessen Genauigkeitsklasse mindestens 0,1° beträgt.
IP65 (Außen)
2 mV/V Speisung
Prüfverfahren und Prüfregeln für Überlastschutz
Kapitel 5 der Norm definiert die Prüfpositionen für die Typprüfung und die Werksabnahme der Überlastschutzeinrichtung. Die Typprüfung umfasst die Prüfung des Gesamtfehlers, die Wiederholgenauigkeit des Ansprechpunktes, die Reaktionszeit, die Prüfung der Umgebungsverträglichkeit (Hochtemperatur +60 °C / Tieftemperatur −25 °C / Feuchte Wärme), die Prüfung der elektromagnetischen Verträglichkeit (IEC 61000-4-Serie) sowie die mechanische Schwingungsprüfung.
Die Kalibrierung bildet den Kern der Prüfregeln:
Zunächst wird mit einem Standardgewicht oder einer hydraulischen Lasteinrichtung die Nennlast zu 50 % aufgebracht, um den Nullpunktabgleich der Wägezelle durchzuführen.
Anschließend wird auf 100 % der Nennlast gesteigert und die Verstärkung der Steuerung so justiert, dass die Messabweichung ≤ ±3 % beträgt.
Danach wird die Last auf 110 % und 125 % erhöht, um die Alarm- bzw. Abschaltfunktion zu verifizieren.
Abschließend wird die Last auf Null reduziert (Leerlauf), um das Rückstellverhalten zu prüfen (Nullpunktabweichung ≤ 1 % vom Messbereich).
Bei Auslegerkranen ist der Lastmomentbegrenzer an mindestens drei Ausladungspunkten – minimale, mittlere und maximale Auslegerlänge – separat zu kalibrieren und zu verifizieren.
| Prüfpositionen | Normanforderungen | Prüfverfahren |
|---|---|---|
| Gesamtfehler | ≤±5%(Überlastsicherung)/ ≤±10%(Lastmomentbegrenzer) | Standardgewichtstufenweise Belastung,nehmen3Mittelwert |
| Wiederholbarkeit des Ansprechpunkts | Wiederholbarkeitsfehler≤±3% | derselbeLastaufbringen5Mal,berechnenNormAbweichung |
| Reaktionszeit | Überlastsicherung≤1.0s / Lastmomentbegrenzer≤1.5s | schlagartige BelastungLastVerfahren,von Belastung bisAlarmsignalZeitmessung des elektrischen Signals |
| UmgebungstemperaturPrüfung | -25°Cund+60°Cjeweils halten2h | im Thermostat bei kalt/Messfehler bei thermischen Extremwerten |
| elektromagnetische Verträglichkeit | IEC 61000-4-2/4/5Stufe 3 | elektrostatische Entladung/Impulsgruppe/StoßspannungPrüfung |
| Schwingungsprüfung | 10~55Hz, 0.35mmAmplitude, 10Zyklen | Vibrationauf dem Prüfstandnach der MontageFrequenzdurchlauf durchführenPrüfung |
Weiterführende Literatur: Unterschied zwischen Überlastsicherung und Lastmomentbegrenzer an Kränen: Arbeitsprinzip, Einbauposition, Auswahl und Verifizierung im Vergleich — Technischer Vergleich und Auswahlpraxis der beiden Überlastschutzeinrichtungen
Wesentliche Änderungen der neuen Norm
Gegenüber der Ausgabe von 2009 bringt die Norm GB/T 12602-2020 folgende wichtige Neuerungen:
Erstens wurden Anforderungen an die Selbstdiagnose ergänzt — die Überlastschutzeinrichtung muss in der Lage sein, Sensorkabelbruch, Kurzschluss und Nullpunktdrift selbstständig zu erkennen. Im Fehlerfall wird automatisch ein Alarmsignal ausgelöst und ein Fehlercode aufgezeichnet.
Zweitens wurden die Anforderungen an die Schutzart (IP) angehoben — für Innenanwendung von IP42 auf IP54, für Außenanwendung von IP54 auf IP65.
Drittens wurde eine Datenaufzeichnungsfunktion ergänzt — mindestens die letzten 100 Alarm- und Abschaltvorgänge (mit Zeitstempel und Lastwert) müssen gespeichert werden, um eine spätere Rückverfolgbarkeit von Vorfällen zu ermöglichen.
Viertens wurden Anforderungen an die Kommunikationsschnittstelle festgelegt — eine RS-485- oder CAN-Bus-Schnittstelle mit Unterstützung von Modbus RTU oder CANopen ist erforderlich, um die Anbindung an ein Sicherheitsüberwachungs- und Managementsystem für Krane zu ermöglichen.
Kelude Schwerindustrie hat die Selbstdiagnose- und Datenaufzeichnungsfunktionen gemäß GB/T 12602-2020 bereits als Standardausführung in das Sicherheitsüberwachungs- und Managementsystem seiner Neuentwicklungen integriert und stellt damit sicher, dass jede Anlage die Normanforderungen der neuen Fassung erfüllt.
Häufige Fragen
F: Welche Reaktionen schreibt GB/T 12602-2020 für die Überlastsicherung bei 110 % und 125 % der Nennlast vor?
A: Erreicht die tatsächliche Last 110 % der Nennlast, muss die Überlastsicherung unverzüglich einen deutlichen akustischen und optischen Alarm auslösen (Schalldruck ≥ 85 dB, rotes Blinklicht), ohne jedoch die Energiequelle abzuschalten. Bei 125 % der Nennlast muss die Energiequelle des Hubwerks automatisch abgeschaltet werden (Elektromotor spannungsfrei oder hydraulisches System entlastet); gleichzeitig wird auch die Energiezufuhr zu den Fahrwerken in Gefahrenrichtung unterbrochen. Nach der Abschaltung ist eine manuelle Rückstellung erforderlich, bevor der Betrieb wieder aufgenommen werden kann.
F: Warum kann die Überlastsicherung eines Brückenkrans nicht einfach als Lastmomentbegrenzer an einem Auslegerkran eingesetzt werden?
A: Beim Brückenkran ist die Last unabhängig von der Ausladung; eine Überlastsicherung, die ausschließlich die vertikale Last misst, genügt hier zur Überlasterkennung. Beim Auslegerkran hingegen sinkt das zulässige Nennlastmoment mit zunehmender Ausladung linear ab — bei minimaler Ausladung können 100 t zulässig sein, bei maximaler Ausladung unter Umständen nur 20 t. Eine reine Überlastsicherung erfasst die Ausladung nicht und könnte bei großer Ausladung das Heben einer Last erlauben, die das Nennlastmoment deutlich überschreitet — mit der Folge des Umkippens des gesamten Krans. Aus diesem Grund muss ein Auslegerkran zwingend mit einem Lastmomentbegrenzer ausgestattet sein, der Last und Ausladung gleichzeitig erfasst.
F: Welche spezifischen Anforderungen stellt GB/T 12602-2020 an die Selbstdiagnose der Sensoren?
A: Die neu aufgenommenen Anforderungen an die Selbstdiagnose umfassen: Erkennung von Sensorkabelbruch (Alarm innerhalb von 2 s, sobald das Signal auf 0 mV fällt), Kurzschlusserkennung (Alarm bei Signalsättigung ≥ 80 % der Erregerspannung) sowie Nullpunktdrift-Erkennung (Alarm, wenn der Messwert im Leerlauf um mehr als 3 % des Messbereichs vom Nullpunkt abweicht). Im Fehlerfall muss das Gerät den entsprechenden Fehlercode anzeigen (z. B. E01 für Kabelbruch, E02 für Kurzschluss, E03 für Drift) und die Fehlerinformation gleichzeitig über die Kommunikationsschnittstelle übertragen.
F: Welche Anforderungen gelten für das Kalibrierintervall und die Pflichtprüfung der Überlastschutzeinrichtung?
A: Jedes Gerät wird im Werk einer Prüfung des Gesamtfehlers und der Ansprechpunkte unterzogen und mit einem Kalibrierzertifikat ausgeliefert. Nach der Montage und vor der ersten Inbetriebnahme sowie danach mindestens einmal alle 12 Monate ist eine Kalibrierung durchzuführen. Eine Nachkalibrierung ist außerdem erforderlich nach: Austausch von Sensor oder Steuerung, nach starker mechanischer Stoßbelastung der Überlastschutzeinrichtung sowie bei Abweichungen der Ansprechpunkte von mehr als ±5 % bei drei aufeinanderfolgenden Prüfungen. Alle von Kelude Schwerindustrie gelieferten Hebegeräte sind serienmäßig mit Überlastschutzeinrichtungen ausgestattet, die ein Werkskalibrierzertifikat besitzen; zusätzlich wird eine automatische Erinnerung an das Ablaufdatum der Kalibrierung eingerichtet.
