Norm GB/T 20863: Anwendungsbereich und Bedeutung

Die Norm GB/T 20863 „Krane – Klassifizierung" ist identisch mit der internationalen Norm ISO 4301 übernommen und bildet die grundlegende Klassifizierungsnorm im Krankonstruktionssystem. Sie klassifiziert Krane systematisch nach Nutzungshäufigkeit und Lastintensität und schafft damit eine einheitliche Parameterbasis für Strukturberechnung, Triebwerksauswahl und Sicherheitsbewertung.

Die Norm gilt für alle Arten von Hebezeugen, darunter Brückenkrane, Portalkrane, Turmkrane, Mobilkrane und Wippdrehkrane. Unabhängig von Tragfähigkeit und Bauform muss für jeden Kran bereits in der Konstruktionsphase die Triebwerksgruppe festgelegt werden. Die Lastkombinationsfaktoren und zulässigen Spannungen in der Norm DIN 15018 (Krankonstruktion) setzen die nach GB/T 20863 ermittelte Triebwerksgruppe voraus. Das Designteam von Kelude Schwerindustrie ermittelt bei jedem neuen Projekt zunächst die Ziel-Triebwerksgruppe gemäß GB/T 20863.

Lastkollektiv Q1 bis Q4: Definition und Berechnung der vier Stufen

Das Lastkollektiv beschreibt die Verteilung der Hubgewichte über die vorgesehene Nutzungsdauer des Krans und wird in vier Stufen Q1, Q2, Q3 und Q4 unterteilt. Der zentrale Parameter zur Bestimmung des Lastkollektivs ist der Lastkollektivfaktor Kp, der sich als gewichteter Mittelwert aus der Anzahl der Hubspiele und dem jeweiligen Lastverhältnis in den einzelnen Laststufen ergibt.

Q1 (Nennlast selten): Der Lastkollektivfaktor Kp überschreitet 0,125 nicht. Typisches Beispiel sind Wartungskrane in Kraftwerken, die überwiegend mit geringen Lasten arbeiten und die Nenntragfähigkeit nur selten erreichen. Die jährliche Volllastrate liegt unter 5%.

Q2 (Nennlast gelegentlich): Kp überschreitet 0,250 nicht. Häufig anzutreffen bei Werkstattkranen in Bearbeitungswerkstätten und Montagehallen. Etwa ein Drittel der Arbeitszeit wird mit mittleren bis höheren Lasten gearbeitet, die Nennlast wird mit mittlerer Häufigkeit genutzt.

Q3 (Nennlast häufig): Kp überschreitet 0,500 nicht. Typisch für Krane in Lagerhallen, Güterumschlagplätzen und Containerterminals. Hier werden häufig Lasten nahe der Nennlast bewegt, mit hoher täglicher Volllastfrequenz.

Q4 (Nennlast sehr häufig): Kp überschreitet 1,000 nicht. Charakteristisch für Greiferkrane, Krane mit Magnetplatte und Gießereikrane, bei denen nahezu jeder Arbeitsspiel nahe oder an der Volllastgrenze liegt.

Für die genaue Bestimmung des Lastkollektivs sind tatsächliche statistische Daten der Hubgewichte erforderlich. Bei Neukonstruktionen können historische Betriebsdaten vergleichbarer Anwendungen oder die typischen Beispiele im Anhang der Norm GB/T 20863 zur Vorabanalyse herangezogen werden.

Nutzungsklasse U0 bis U9: Zehn Stufen und Gesamtarbeitsspiele

Die Nutzungsklasse kennzeichnet die Gesamtnutzungshäufigkeit des Krans über seine vorgesehene Lebensdauer und wird anhand der Gesamtzahl der Arbeitsspiele Ct in die Stufen U0 bis U9 unterteilt. U0 entspricht Ct ≤ 1,6 × 10⁴, U9 entspricht Ct > 4 × 10⁶. Die Obergrenze der Arbeitsspiele benachbarter Stufen liegt jeweils etwa beim Doppelten der vorherigen Stufe.

U0 bis U3 (seltene Nutzung): Gesamtarbeitsspiele ≤ 6,3 × 10⁴. Geeignet für gelegentlich genutzte Geräte wie Wartungshube und Montagezüge. Diese Krane stehen lange Zeit ungenutzt; die tatsächliche Nutzungsdauer beträgt in der Regel weniger als 50 Tage pro Jahr, die jährliche Anzahl der Arbeitsspiele ist äußerst gering.

U4 bis U6 (mittlere bis häufige Nutzung): Gesamtarbeitsspiele zwischen 1,25 × 10⁵ und 5 × 10⁵. Dies deckt die meisten Krane in industriellen Produktionshallen ab, mit 8 bis 16 Betriebsstunden pro Tag und Hubgeschwindigkeiten von etwa 5 bis 10 m/min.

U7 bis U9 (sehr häufige Nutzung): Gesamtarbeitsspiele über 1 × 10⁶. Geeignet für den 24-Stunden-Dauerbetrieb in der Schwerindustrie wie Metallurgie und Hafenbetrieb. Diese Krane müssen gemäß den Anforderungen der Norm EN 13000 (Sicherheit von Kranen) täglich geprüft und streng nach Wartungsplan instand gehalten werden.

Triebwerksgruppe A1 bis A8: Bestimmung über die Kreuzungsmatrix

Die Triebwerksgruppe der Gesamtmaschine wird durch die Kombination von Lastkollektiv Q und Nutzungsklasse U in der Matrixtabelle bestimmt. Beispielsweise ergibt Q2 in Kombination mit U4 die Triebwerksgruppe A4; Q3 mit U6 ergibt A6; Q3 mit U8 ergibt A7. Die linke untere Ecke der Matrix entspricht den leichten Stufen A1 bis A2, die rechte obere Ecke den extrem schweren Stufen A7 bis A8, mit einem stufenweisen Übergang im mittleren Bereich.

A1 bis A2 (leichte Arbeitsweise): Gilt für Q1 in Kombination mit U0 bis U2. Typische Produkte sind manuelle oder elektrische Wartungszüge. Die Strukturberechnung erfolgt überwiegend nach statischer Festigkeit; Ermüdungsnachweise können vereinfacht durchgeführt werden.

A3 bis A4 (mittlere Arbeitsweise): Umfasst Q1 bis Q2 in Kombination mit U3 bis U5. Häufig bei den meisten Standardanwendungen von allgemeinen Brücken- und Portalkranen. Die Dauerfestigkeitsberechnung erfolgt nach der Methode der begrenzten Lebensdauer.

A5 bis A6 (schwere Arbeitsweise): Entspricht Q2 bis Q3 in Kombination mit U5 bis U7. Typische Anwendungen sind Greiferkrane auf Schrottplätzen und Container-Portalkrane. Hubwerk und Triebwerksgruppe müssen streng aufeinander abgestimmt sein; die Einschaltdauer FC des Hubmotors darf 60% nicht unterschreiten.

A7 bis A8 (extrem schwere Arbeitsweise): Entspricht Q3 bis Q4 in Kombination mit U7 bis U9. Typische Produkte sind Gießereikrane und Magnetplattenkrane im Dauerbetrieb. Die Strukturermüdung muss nach der Methode der unbegrenzten Lebensdauer oder der Sicherheitslebensdauer ausgelegt werden; die Spannungsspielzahl der haupttragenden Bauteile wird mit mehr als 2 × 10⁶ angesetzt.

Verschiedene Triebwerke desselben Krans können unterschiedliche Triebwerksgruppen aufweisen. Beispielsweise kann das Hubwerk eines Gießereikrans als M7 oder M8 eingestuft werden, während das Kranfahrwerk als M5 oder M6 klassifiziert wird. Jedes Triebwerk wird unabhängig nach seinem Lastkollektiv bewertet. Kelude Schwerindustrie hält bei allen Kundenlösungen konsequent an diesem Prinzip fest.

Fünf Kernauswirkungen der Triebwerksgruppe auf Konstruktion und Prüfung

Die Triebwerksgruppe bestimmt direkt den Struktursicherheitsfaktor und die Ermüdungsbemessungsparameter des Krans. Nach der Festlegung der Triebwerksgruppe muss der Konstrukteur in den folgenden fünf Bereichen gezielt konstruieren – jede Vernachlässigung kann zu vorzeitigem Versagen der Anlage führen.

Strukturtragfähigkeit: Bei Kranen der Stufen A1 bis A4 können die zulässigen Spannungen nach dem Prinzip der statischen Festigkeit mit einem Sicherheitsfaktor von 1,5 berechnet werden. Bei Kranen der Stufen A5 bis A8 ist ein Dauerfestigkeitsnachweis erforderlich; die Spannungsspielzahl wird aus der erwarteten Lebensdauer und der jährlichen Arbeitsspielzahl abgeleitet.

Auswahl des Hubwerks: Unterschiedliche Triebwerksgruppen stellen strenge Anforderungen an die Einschaltdauer FC des Hubmotors. Für die Stufen A1 bis A2 können Motoren mit FC = 25% gewählt werden, für A5 bis A6 ist FC ≥ 60% erforderlich, und für A7 bis A8 werden Spezialmotoren für den Metallurgiebetrieb mit FC = 100% empfohlen.

Sicherheitsfaktor des Drahtseils: Je höher die Triebwerksgruppe, desto höher der erforderliche Mindestsicherheitsfaktor. Für die Stufen A1 bis A3 gilt ein Faktor von mindestens 4,0, für A4 bis A5 mindestens 4,5, für A6 bis A7 mindestens 5,0 und für A8 mindestens 6,0. Diese Anforderung steht in engem Zusammenhang mit dem Lastvielfachen bei der statischen Belastungsprüfung gemäß ISO 4306 (Krane – Terminologie).

Schweißnahtqualität: Bei den Stufen A1 bis A3 werden die haupttragenden Schweißnähte nach Qualitätsstufe 2 abgenommen. Bei A4 bis A6 müssen kritische Schweißnähte der Qualitätsstufe 1 entsprechen und zusätzlich einer Ultraschallprüfung unterzogen werden. Bei A7 bis A8 müssen alle tragenden Schweißnähte zu 100% zerstörungsfrei geprüft werden und dürfen keine übermäßigen Fehler aufweisen.

Inspektionsintervalle: Je höher die Triebwerksgruppe, desto kürzer die gesetzlich vorgeschriebenen Prüfintervalle. Für die Stufen A1 bis A4 ist eine umfassende Inspektion alle 2 Jahre erforderlich, für A5 bis A6 jährlich und für A7 bis A8 alle 6 Monate. Dies entspricht vollständig den Vorgaben der TSG Q7015 „Regeln für die regelmäßige Inspektion von Hebezeugen".

Parametervergleichstabelle der Triebwerksgruppen nach GB/T 20863

Kelude Schwerlastkrane – Engineering für höchste Ansprüche

Kelude ist ein führender Hersteller von Industriekranen und Hebezeugen für anspruchsvolle Anwendungen. Unsere Systeme werden speziell für den Dauereinsatz unter extremen Bedingungen entwickelt – von Stahlwerken über Häfen bis hin zu Fertigungsstraßen. Jede Lösung basiert auf präziser Auslegung, robusten Komponenten und der Einhaltung internationaler Sicherheitsstandards.

Industriekrane für den Dauereinsatz

Unsere Krananlagen sind für hohe Lastmomente und lange Einsatzzeiten ausgelegt. Die Konstruktion erfolgt nach DIN 15018 und EN 13000, was eine hohe Betriebsfestigkeit und Sicherheit gewährleistet. Typische Einsatzbereiche sind die Metallverarbeitung, die Automobilindustrie sowie Umschlagplätze mit schweren Lasten.

Die Steuerung erfolgt über Frequenzumrichter mit Sanftanlauf und Sanftstopp. Dadurch werden Lastpendelungen minimiert und die Positioniergenauigkeit erhöht. Optional liefern wir Systeme mit aktiver Pendeldämpfung (Anti-Sway) für den präzisen Lasttransport.

Explosionsgeschützte Krane für Zone 1/21

Für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen (z. B. Chemieparks, Lackieranlagen) bieten wir zertifizierte Krane gemäß ATEX-Richtlinie. Die gesamte Elektrik ist entsprechend der Kategorie 2G/2D ausgelegt. Alle relevanten Bauteile wie Motoren, Schalter und Steuerungen sind in Schutzart Ex-d oder Ex-e ausgeführt.

Die Krane sind mit einem speziellen Funken- und Wärmeschutz ausgestattet. Zusätzlich verwenden wir antistatische Laufräder und ableitfähige Seile, um Zündquellen zu vermeiden. Die Dokumentation erfolgt konform zur EN 60204-32.

Wartungsarme Elektroseilzüge mit hoher Einschaltdauer

Unsere Elektroseilzüge sind für den anspruchsvollen Industriealltag konstruiert. Der Antriebsstrang ist robust dimensioniert und benötigt nur minimale Wartung. Die Getriebe sind ölbadgeschmiert und laufen wartungsfrei über die gesamte Lebensdauer.

Die Hubwerke sind in kompakter Bauweise gefertigt und eignen sich besonders für niedrige Hallen (Low-Headroom-Ausführung). Der Wartungsaufwand ist dank zentraler Schmierstellen und leicht zugänglicher Komponenten äußerst gering.

Portalkrane mit großer Spannweite und hoher Stabilität

Für den Außeneinsatz und den Umschlag von Containern oder Schüttgütern entwickeln wir Portalkrane mit Spannweiten bis zu 40 m. Die Konstruktion ist als Vollwand- oder Fachwerkträger ausgeführt, je nach Anforderung an Windlast und Eigengewicht.

Die Krane sind mit einer präzisen Laufkatze und einem automatischen Lastausgleichssystem ausgestattet. Die Steuerung erfolgt wahlweise über Funkfernbedienung oder eine fest installierte Fahrerkabine mit ergonomischem Arbeitsplatz.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Welche Normen werden bei der Konstruktion der Krane angewendet?
A: Die Auslegung erfolgt nach DIN 15018 (Tragwerksberechnung) und EN 13000 (Sicherheit). Elektrische Ausrüstungen entsprechen der EN 60204-32.

F: Bieten Sie auch kundenspezifische Sonderlösungen an?
A: Ja, wir projektieren und fertigen Sonderkrane nach Ihren spezifischen Anforderungen – inklusive Anpassung an vorhandene Hallenstrukturen oder Prozessabläufe.

F: Wie lange ist die Lieferzeit für einen Standard-Brückenkran?
A: Die Lieferzeit beträgt in der Regel 12 bis 16 Wochen ab Auftragsbestätigung, abhängig von der Auslastung und der Komplexität der Konfiguration.

F: Welchen Wartungsintervall empfehlen Sie für die Krane?
A: Wir empfehlen eine Hauptinspektion alle 12 Monate sowie eine tägliche Sichtprüfung durch den Bediener. Zusätzlich bieten wir Wartungsverträge mit festen Serviceintervallen an.

Projektabwicklung und Service aus einer Hand

Von der ersten Machbarkeitsstudie über die Fertigung bis zur Montage und Inbetriebnahme betreuen wir Ihr Projekt mit einem festen Ansprechpartner. Unser Serviceteam ist in ganz Europa im Einsatz und garantiert kurze Reaktionszeiten.

Wir liefern nicht nur den Kran, sondern auch die passende Wartungsdokumentation, Ersatzteilversorgung und optional ein digitales Monitoring-System für die vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance).

Vertrauen Sie auf über 20 Jahre Erfahrung im Kranbau und fordern Sie ein unverbindliches Angebot an. Unsere Ingenieure beraten Sie gerne bei der Auswahl der optimalen Kranlösung für Ihre Anwendung.

Inspektionsanforderungen im Vergleich: Triebwerksgruppen im Überblick

Kernwerte der Kran-Triebwerksgruppen im Überblick

Weiterführende Fachliteratur

Für vertiefende Informationen zu Kran-Normen und technischen Standards empfehlen wir folgende Beiträge:

DIN 15018 – Kranbau: 9 Lastkombinationen und Auswahlmethode für Triebwerksgruppen von A1 bis A8

EN 13000 – Sicherheitsvorschriften für Hebezeuge: Normeninterpretation

ISO 4306 – Prüfvorschriften für Krane: Normeninterpretation

ISO 4306 – Sicherer Einsatz von Kranen: Normeninterpretation

DIN 15004 – Kranklassifizierung: Normeninterpretation

Verformungsprüfung und Instandsetzung von Katzfahrwerkrahmen bei Brückenkranen: 5 Messverfahren und Flammricht-Spezifikationen

Häufig gestellte Fragen

F: Welche sicherheitstechnischen Konsequenzen entstehen, wenn ein Kran der Triebwerksgruppe A3 dauerhaft unter der Betriebsart A6 eingesetzt wird?

Kelude Schwerindustrie ist als Unternehmen an der Erarbeitung von Normen für die Hebezeugbranche beteiligt und legt der Konstruktion stets nationale Normen wie ISO 4301 zugrunde. Das Produktprogramm umfasst Brückenkrane und Portalkrane, die alle Stufen von A1 bis A8 abdecken. Das technische Team von Kelude Schwerindustrie bietet kostenlos eine Analyse des Lastkollektivs auf Basis der tatsächlichen Einsatzbedingungen sowie eine Überprüfung der Triebwerksgruppe an. So lassen sich Sicherheitsrisiken und wirtschaftliche Verluste durch eine falsche Auswahl bereits im Vorfeld vermeiden.