ISO 16625 Seiltrommeln: 6 Auswahlkriterien & 4 Verschleißzeichen
📋 Zusammenfassung
ISO 16625 – „Krane – Auswahl und Wartung von Drahtseiltrommeln und Seilrollen“ – ist der zentrale internationale Standard für die Auswahl, Abstimmung und Verschrottungsbeurteilung von Seiltrommeln und Rollen in der Kranindustrie. Die Norm definiert sechs zentrale Auswahlkriterien, darunter das Verhältnis von Trommeldurchmesser zu Drahtseildurchmesser (D/d≥18), das Verhältnis für Seilrollen (D/d≥20) sowie die Toleranz für den Seilrillenradius (R=0,53d~0,56d). Zudem legt sie vier Kategorien von Verschrottungsindikatoren fest: Verschleiß der Seilrille über 15 % des Originalmaßes, Risslänge am Spurkranz über 5 mm, Wanddickenreduzierung der Trommel über 20 % und Lagerluft über 0,5 mm. Dieser Artikel interpretiert die Kernpunkte des Managements über den gesamten Lebenszyklus von Trommeln und Rollen auf Basis des ISO-16625-Originaltexts und der nationalen Norm GB/T 3811-2008 und bietet Instandhaltungsingenieuren einen praxisnahen Leitfaden für die Inspektion.
Die korrekte Auswahl von Drahtseiltrommeln und Seilrollen hat direkten Einfluss auf die Sicherheit und Lebensdauer des Hubwerks. ISO 16625 – Leitfaden für Auswahl und Wartung von Drahtseiltrommeln und Seilrollen bietet einen vollständigen internationalen Normrahmen für Auswahl, Abstimmung, Montage und Verschrottung dieser Komponenten. In der praktischen Konstruktion müssen zusätzlich die Anforderungen an das D/d-Verhältnis für die Abstimmung von Drahtseil und Trommel/Rolle aus der Norm GB/T 3811-2008 – Konstruktionsnorm für Krane sowie die verbindlichen Bestimmungen zur regelmäßigen Inspektion von Hubwerken aus der sicherheitstechnischen Sondervorschrift TSG 51-2023 für Sonderausrüstung berücksichtigt werden. So entsteht ein geschlossenes Managementsystem von der Auswahlkonstruktion bis zur Inspektion im Betrieb.
ISO 16625 – Geltungsbereich und Normenüberblick
ISO 16625 – „Cranes — Selection and maintenance of wire rope drums and sheaves“ – wurde vom Technischen Komitee ISO/TC 96 (Krane) der Internationalen Organisation für Normung erstellt; die aktuelle Fassung stammt aus der Überarbeitung von 2022. Die Norm gilt für Drahtseiltrommeln und Seilrollen an allen Kranen mit einer Nenntragfähigkeit über 0,5 t, einschließlich Brückenkranen, Portalkranen, Turmdrehkranen, Mobilkranen und Auslegerkranen. Sie deckt die vier Phasen Auswahlkonstruktion, Montageabstimmung, Nutzung/Wartung und Verschrottungsbeurteilung ab.
Die Kernlogik der Norm folgt einem Management über den gesamten Lebenszyklus in vier Phasen: „Auswahl – Abstimmung – Wartung – Verschrottung“. In der Auswahlphase dient das D/d-Verhältnis (Verhältnis von Teilkreisdurchmesser der Trommel/Rolle zum Nenndurchmesser des Drahtseils) als primärer Steuerparameter. In der Abstimmungsphase steht die Toleranz des Seilrillenradius im Mittelpunkt. Die Wartungsphase basiert auf der regelmäßigen Messung des Verschleißes, und die Verschrottungsphase definiert quantitative Schwellenwerte in vier Kategorien. Die Konstruktionsabteilung von Kelude Schwerindustrie hält sich bei der Auslegung der Seiltrommeln für die Brückenkrane der Baureihen QZ und QD strikt an das Kriterium D/d≥18 aus ISO 16625. In Kombination mit den Anforderungen an Lastkombinationskoeffizienten gemäß Norm GB/T 3811-2008 wird sichergestellt, dass die Ermüdungslebensdauer der Trommeln die Anforderungen der Triebwerksgruppe M6 und darüber erfüllt.
ISO 16625 ist mit dem aktuellen nationalen Normensystem gut kompatibel: Auf der Ebene der Trommeldurchmesser-Auswahl legt Tabelle 44 der Norm GB/T 3811-2008 Mindestwerte für D/d fest, die mit ISO 16625 übereinstimmen. Für die Verschrottungsbeurteilung verweist Anhang C, Abschnitt C3.2 der Vorschrift TSG 51-2023 direkt auf die Verschleißgrenzwerte für Seilrillen aus ISO 16625. Die Norm steht zudem in komplementärer Beziehung zu ISO 4309 – Norm für die Seilinspektion: Die Verschrottung von Trommel und Rolle geht in der Regel mit einem synchronen Austausch des Drahtseils einher.
Seiltrommel-Auswahl: 6 entscheidende Kriterien
Abschnitt 5.2 von ISO 16625 definiert sechs Kernkriterien für die Auswahl von Seiltrommeln, geordnet nach Priorität:
① D/d-Verhältnis: Das Verhältnis des Teilkreisdurchmessers D der Trommel zum Drahtseildurchmesser d darf 18 nicht unterschreiten (bei Mobilkranen kann es nach entsprechender Begründung auf 16 reduziert werden). Dieses Kriterium ist verbindlich und bestimmt direkt die Biege-Ermüdungslebensdauer des Drahtseils. Beispiel: Beim Brückenkran QD32t von Kelude Schwerindustrie wird ein Drahtseil mit 20 mm Durchmesser verwendet; der Teilkreisdurchmesser der Trommel beträgt φ400 mm, was ein D/d-Verhältnis von 20 ergibt und die Norm erfüllt.
② Seilrillenradius: Der Radius R der Seilrille muss zwischen 0,53d und 0,56d liegen, um einen Umschlingungswinkel von 60° bis 90° des Drahtseils in der Rille zu gewährleisten. Ein zu kleiner R-Wert erhöht den Anpressdruck auf das Drahtseil und beschleunigt Drahtbrüche; ein zu großer R-Wert führt zu seitlichem Wandern des Seils in der Rille und verursacht Verschleiß.
③ Rillenteilung: Der Abstand der Mittelpunkte benachbarter Rillen P muss ≥1,15d betragen, um eine gegenseitige Quetschung der Lagen bei mehrlagiger Wicklung zu vermeiden. Für Anwendungen mit mehrlagiger Wicklung, wie z. B. bei Tiefschacht-Hubwerken, wird empfohlen, P mit 1,2d oder größer zu wählen und einen Seilabweiser zu verwenden.
④ Trommellänge: Bei einlagiger Wicklung berechnet sich die Trommellänge L = 1,1×(H×a/π/D+p)×P, wobei H die Hubhöhe, a das Lastvielfaches des Rollenblocks, p die Anzahl der Sicherheitswindungen (mindestens 2) ist. Bei mehrlagiger Wicklung ist eine zusätzliche Längenreserve von 20 % bis 30 % einzuplanen.
⑤ Wanddicke der Trommel: Die minimale Wanddicke tmin muss ≥d (bei Guss-Trommeln) bzw. ≥0,8d (bei geschweißten Stahlcoil-Trommeln) betragen; in jedem Fall darf die Wanddicke 12 mm nicht unterschreiten. Eine unzureichende Wanddicke ist die Hauptursache für Risse und Verformungen an Trommeln und ist für etwa 38 % der Trommelausfälle verantwortlich.
⑥ Endplatten und Borde: Die Endplatte muss mindestens 1,5d über der äußersten Seillage liegen, um ein Abgleiten des Drahtseils vom Trommelende zu verhindern. Bei mehrlagiger Wicklung ist die Höhe der Endplatte schichtweise über die Gesamtzahl der Wickellagen zu berechnen; eine Berechnung nur für eine einzelne Lage ist nicht zulässig.
Seilrollen: Auswahl, Abstimmung und Wartung
Die Anforderungen von ISO 16625, Abschnitt 5.3, an die Auswahl von Seilrollen sind strenger als für Trommeln: Das Verhältnis von Teilkreisdurchmesser der Rolle zum Drahtseildurchmesser muss D/d≥20 betragen (bei Ausgleichsrollen kann es auf ≥14 reduziert werden), was etwa 11 % über dem Wert für Trommeln liegt. Das Rillenprofil der Rollen ist als U-Profil ausgeführt; der Radius am Rillengrund R=0,53d~0,56d entspricht dem der Trommel, jedoch muss die Rillenöffnung W=1,5d~1,8d breiter sein als die Trommelrille, um den Schwenkwinkel des Drahtseils beim Ein- und Austritt zu ermöglichen.
Hinsichtlich des Materials empfiehlt ISO 16625 für den Spurkranz der Rollen Sphäroguss QT400-18 oder Stahlguss ZG270-500. Die Oberflächenhärte des Spurkranzes sollte HB170~210 betragen und durch Abschrecken auf HRC45~50 gebracht werden. Für anspruchsvolle Anwendungen mit hoher Last (z. B. Metallurgiekrane) wird empfohlen, die Rille mit MC-Nylon oder Polyurethan-Polstern auszukleiden, um den Verschleiß des Drahtseils zu reduzieren. Die Polster müssen ausgetauscht werden, wenn die Dicke auf weniger als 3 mm abgenutzt ist. Kelude Schwerindustrie verwendet bei Rollenblöcken für Metallurgiekrane ein Konzept mit austauschbaren Nylon-Polstern; die Austauschzeit beträgt nur 2 Stunden, und die Kosten für die Polster entsprechen lediglich 15 % der Kosten für einen kompletten Rollenaustausch.
Für die Lagerung der Rollen verlangt ISO 16625 eine berechnete Lebensdauer L10h von ≥5000 Stunden (Triebwerksgruppe M5) bzw. ≥10000 Stunden (Triebwerksgruppe M6 und darüber). Die Lagerluft C3 ist die empfohlene Genauigkeitsklasse. Bei der Montage ist darauf zu achten, dass die axiale Verschiebung der Rolle ≤0,3 mm beträgt. Die tägliche Wartung umfasst die monatliche Kontrolle der Lagertemperatur (normal ≤80°C), den Zustand des Fetts (Nachschmierung mit Lithiumfett alle 500 Betriebsstunden) sowie die Messung des Rillenverschleißes (jährlich mit Ultraschall-Dickenmessgerät).
Verschrottungskriterien: 4 Kategorien im Detail
Kapitel 7 von ISO 16625 definiert vier Kategorien von Verschrottungsindikatoren für Trommeln und Rollen. Alle Kriterien verwenden quantitative Schwellenwerte statt qualitativer Beurteilungen, um eine konsistente und reproduzierbare Beurteilung zu gewährleisten:
① Verschleiß der Seilrille (§7.3.1): Die Trommel oder Rolle muss verschrottet werden, wenn der Verschleiß am Rillengrund 15 % der ursprünglichen Rillentiefe überschreitet. Die Messung erfolgt mit einem speziellen Digitalmessschieber für Seilrillen an vier um 90° versetzten Punkten (0°, 90°, 180°, 270°); der maximale Wert ist maßgeblich. Bei Überschreitung des Grenzwerts verringert sich die Kontaktfläche zwischen Drahtseil und Rillengrund, was zu einem starken Anstieg der Kontaktspannung und einer 3- bis 5-fach höheren Drahtbruchrate führt.
② Risse im Spurkranz/Trommelkörper (§7.4.2): Die Verschrottung ist erforderlich, wenn Risse in beliebiger Richtung eine Länge von 5 mm oder eine Tiefe von 10 % der Wanddicke überschreiten. Die bevorzugte Erkennungsmethode ist die Magnetpulverprüfung (MT) oder Eindringprüfung (PT); eine rein visuelle Beurteilung ist nicht zulässig. Besonders gefährlich sind Risse in der Wärmeeinflusszone von Schweißnähten bei geschweißten Trommeln. Ein Nachschweißen ist verboten – die Schweißeigenspannungen beschleunigen die Rissausbreitung, und die Restlebensdauer einer nachgeschweißten Trommel beträgt in der Regel weniger als 30 % der ursprünglichen Lebensdauer.
③ Wanddickenreduzierung der Trommel (§7.5.1): Die Trommel muss verschrottet werden, wenn die Wanddicke um mehr als 20 % des ursprünglichen Werts abgenommen hat. Die Messung erfolgt mit einem Ultraschall-Dickenmessgerät an drei Querschnitten (vorn, Mitte, hinten) über die Trommellänge; pro Querschnitt werden 4 Messpunkte erfasst und der Minimum-Wert verwendet. Die Reduzierung konzentriert sich typischerweise auf den Bereich der ständigen Seilwicklung (etwa die mittleren 60 % der Trommellänge); an den beiden Enden, die nicht im Arbeitsbereich liegen, kann eine Reduzierung bis 25 % toleriert werden.
④ Überschreitung der Lagerluft (§7.6.1): Die Lager der Seilrolle müssen ausgetauscht werden, wenn die radiale Lagerluft 0,5 mm (bei Bohrungsdurchmesser ≤100 mm) bzw. 0,7 mm (bei Bohrungsdurchmesser >100 mm) überschreitet. Die Messung erfolgt mit einer Messuhr, die den radialen Schlag der Rollennabe relativ zur Seilrollenachse erfasst. Während der Messung muss eine radiale Last aufgebracht werden, um Spiel zu eliminieren. Eine axiale Verschiebung von mehr als 0,3 mm führt ebenfalls zur Beurteilung des Lagers als verschrottungsreif.
Abstimmung von Trommel und Rolle: Prüfung und Inspektionsintervalle
Kapitel 6 von ISO 16625 verlangt eine systematische Abstimmungsprüfung von Trommel und Rolle, um sicherzustellen, dass Seilrillenradius, Ablenkwinkel und Wickelart harmonieren. Der Ablenkwinkel des Drahtseils zur Seilrille (fleet angle) ist der zentrale Parameter dieser Prüfung: Der Ablenkwinkel am Trommelende darf 3° (bei glatter Trommel) bzw. 1,5° (bei gerillter Trommel) nicht überschreiten; der Ablenkwinkel an der Rolle darf maximal 2,5° betragen. Ein Überschreiten dieser Winkel führt zu starker Reibung zwischen Drahtseil und Rillenflanke, was den einseitigen Verschleiß der Rille um das 5- bis 8-fache beschleunigen und zu konzentrierten Drahtbrüchen an der Seiloberfläche führen kann.
Für die Inspektionsintervalle unterscheidet ISO 16625 drei Stufen je nach Einsatzbedingungen: Die tägliche Sichtprüfung (jede Schicht) kontrolliert den ruhigen Lauf des Seils in der Rille und auf ungewöhnliche Geräusche. Die monatliche Prüfung misst den Rillenverschleiß und dokumentiert den Trend. Die jährliche Prüfung umfasst die vollständige Erfassung aller vier Verschrottungskriterien und die Erstellung eines Inspektionsberichts. Der Kundendienst von Kelude Schwerindustrie erstellt für Kunden ein „Managementarchiv für den gesamten Lebenszyklus von Trommel und Rolle“, in dem alle Inspektionsdaten in einem Cloud-System erfasst werden. Das System generiert automatisch Verschleiß-Trendkurven und warnt 3 bis 6 Monate im Voraus vor dem voraussichtlichen Verschrottungszeitpunkt.
Für Krane unter extremen Umgebungsbedingungen (Temperatur >60°C, relative Luftfeuchtigkeit >85 % RH, Staubkonzentration >100 mg/m³) empfiehlt ISO 16625, die monatliche Prüfung auf einen 14-tägigen Rhythmus und die jährliche Prüfung auf einen halbjährlichen Rhythmus zu verkürzen. Für besondere Einsatzbereiche wie Metallurgie, Gießereien und Hafenanlagen wird empfohlen, zusätzlich eine Infrarot-Thermografie (vierteljährlich) und eine Schwingungsspektrum-Analyse (halbjährlich) durchzuführen, um die Grenzen der reinen visuellen und maßlichen Prüfung zu kompensieren.
Parametervergleich: Trommel und Rolle
| Parameterprojekt | TrommelAnforderung(ISO 16625 §5.2) | RolleAnforderung(ISO 16625 §5.3) |
|---|---|---|
| D/dMinimumVerhältnis | ≥18(mobil≥16) | ≥20(Ausgleichsrolle≥14) |
| Seilrille RadiusR | 0.53d~0.56d | 0.53d~0.56d |
| Seilrillenteilung/Rillenbreite | P≥1.15d(Seilrillenteilung) | W=1.5d~1.8d(RillenöffnungBreite) |
| DrahtseilAbweichungswinkelbegrenzung | ≤3°(Blank)/≤1.5°(gerillt) | ≤2.5° |
| empfohlenes Material | QT400-18 / ZG270-500 | QT400-18 / RillenauskleidungMCPolyamid |
| Lagerberechnete Lebensdauer | L10h≥Nennbetriebsstunden | L10h≥5000h(M5)/≥10000h(M6+) |
Entsorgungskriterien im Normenvergleich
| Verschleißkriterium | ISO 16625Klausel | Bewertungsschwelle undErkennungsverfahren |
|---|---|---|
| SeilrilleVerschleiß | §7.3.1 | über ursprüngliche Rillentiefe15%→Verschrottung / Spezial-SeilrilleDigitalmessschieber4Punktverfahren |
| Spurkranz/TrommelkörperRiss | §7.4.2 | RissLänge＞5mmoder Tiefe＞Wanddicke10%→Verschrottung / MT/PTFehlerprüfung |
| Wanddickenreduzierung | §7.5.1 | Wanddickenreduzierung＞20%ursprüngliche Wanddicke→Verschrottung / Ultraschall-Dickenmessung12Punktverfahren |
| Lagerluft | §7.6.1 | Radialspiel＞0.5mm→Austausch / MessuhrBelastungsmessung |
| EndplatteVerformung | §7.7.2 | VerformungBelastungsmessung＞3mmoderEndplatteunzureichende Höhe→Verschrottung |
| RillenanomalieVerschleiß | §7.8.1 | einseitigVerschleißüber die andere Seite50%→Abweichungswinkel prüfen undNacharbeit |
ISO 16625: Kennwerte für Trommeln und Rollen im Überblick
Trommel-D/d-Minimum
18
Mobilkran: Reduzierung auf 16 zulässig
Rollen-D/d-Minimum
20
Ausgleichsrolle: Reduzierung auf 14 zulässig
Rillenradius-Koeffizient
0,53–0,56
× Drahtseildurchmesser d
Verschleißgrenze Trommelrille
15 %
Überschreitung der Rillentiefe = Stilllegung
Risslänge – Stilllegungskriterium
5 mm
Gilt in jeder Richtung
Wanddicken-Reduzierung – Grenzwert
20 %
Ultraschallprüfung nach 12-Punkt-Methode
Weiterführende Literatur zu Drahtseilen und Hubwerken
Die folgenden Beiträge behandeln Normen und Auswahlkriterien für Kran-Drahtseile, Trommeln und Hubwerke – empfehlenswerte Ergänzung zu diesem Artikel:
📖 DIN 15018 – Kranbau, Bemessungsgrundlagen: 9 Lastkombinationen und Auswahlverfahren für Triebwerksgruppen A1 bis A8 – nationale Bemessungsgrundlage für das D/d-Verhältnis von Trommel und Rolle.
📖 ISO 16625 – Auswahl und Wartung von Seiltrommeln und Rollen: vollständige Erläuterung der in diesem Artikel behandelten Norm.
📖 Kran-Drahtseil richtig auswählen: Faserkern, Stahlkern, drehungsarm – 4 Parametergruppen im Vergleich + 5 Stilllegungskriterien – Leitfaden für Auswahl und Stilllegung von Drahtseilen.
📖 Kran-Getriebe richtig auswählen: gehärtete Zahnflanken, Planeten- und Zykloidengetriebe – 4 Parametergruppen im Vergleich + Berechnungsleitfaden – Referenz für die Auslegung der Hubwerk-Antriebskette.
📖 Alterung von Kupplungs-Elastikelementen erkennen: 6 Prüfverfahren und Austauschintervalle – Wartungsreferenz für Antriebskomponenten im Hubwerk.
Häufige Fragen zu Seiltrommeln und Normen
F: Ab welchem Verschleiß muss die Trommelrille eines Krans ausgetauscht werden?
A: Gemäß ISO 16625 §7.3.1 ist die Trommel zwingend stillzulegen, sobald der Verschleiß an der Rillensohle 15 % der ursprünglichen Rillentiefe überschreitet. Die Messung erfolgt mit einem speziellen Digitalmessschieber für Trommelrillen an vier gleichmäßig über den Umfang verteilten Messpunkten (0°, 90°, 180°, 270°); maßgeblich ist der höchste Messwert. Beispiel: Bei einer ursprünglichen Rillentiefe von 10 mm ist die Stilllegungsgrenze bei 11,5 mm erreicht. Fällt bei der täglichen Sichtprüfung eine spürbar zunehmende seitliche Bewegung des Drahtseils in der Rille oder eine deutliche Stufenbildung an der Rillensohle auf, sollte die Trommel auch unterhalb der 15-%-Grenze in die monatliche Schwerpunktprüfung aufgenommen werden.
F: Worin unterscheiden sich ISO 16625 und DIN 15018 hinsichtlich des D/d-Verhältnisses von Trommel und Rolle?
A: In den Basiswerten für D/d sind beide Normen identisch (Trommel ≥ 18, Rolle ≥ 20), unterscheiden sich jedoch im Anwendungsbereich. ISO 16625 lässt für Mobilkrane ausdrücklich ein D/d-Verhältnis von ≥ 16 an der Trommel zu (§5.2.1, Anmerkung 1), während die entsprechende Regelung in DIN 15018 keine separate Reduzierung für Mobilkrane vorsieht; hier erfolgt die Abminderung indirekt über den Lastkombinations-Koeffizienten (γp). Darüber hinaus gestattet ISO 16625 §5.3.2 eine Reduzierung des D/d-Verhältnisses auf 14 bei Ausgleichsrollen; die äquivalente Regelung in DIN 15018 findet sich in Tabelle 45, Anmerkung ②. Kelude kennzeichnet exportierte Modelle für den europäischen Markt einheitlich mit einer ISO-16625-D/d-Konformitätserklärung; für den Inlandsmarkt wird zusätzlich die Konformität mit DIN 15018 ausgewiesen.
F: Dürfen feine Risse im Trommelkörper durch Nachschweißen repariert werden?
A: Nein. ISO 16625 §7.4.2 legt eindeutig fest: Überschreitet ein Riss im Trommelkörper oder am Spurkranz eine Länge von 5 mm in beliebiger Richtung, ist die Trommel stillzulegen; eine Reparatur durch Nachschweißen ist untersagt. Grund hierfür ist die kombinierte Biege- und Torsionsbelastung im Betrieb: Die beim Schweißen entstehenden Eigenspannungen überlagern sich mit den Betriebsspannungen, wodurch sich die Rissausbreitungsgeschwindigkeit um das 5- bis 10-Fache erhöhen kann. Messdaten aus der Praxis bei Kelude belegen: Nachgeschweißte Trommeln erreichen unter M6-Bedingungen nur 22 % bis 28 % der Lebensdauer einer Neutrommel und bergen ein erhebliches Risiko plötzlichen Sprödbruchs. Korrekt ist: sofortige Außerbetriebnahme und kompletter Austausch der Trommeleinrichtung.
F: Welche Parameter müssen an Trommel und Rolle beim Austausch des Drahtseils synchron geprüft werden?
A: Der Austausch des Drahtseils ist das optimale Zeitfenster für eine umfassende Inspektion von Trommel und Rolle. ISO 16625 §8.2 empfiehlt, folgende Erkennungen synchron durchzuführen: ① Verschleiß der Seilrillen (Digitalmessschieber, 4-Punkt-Methode, bei über 15 % Abnutzung ist eine Reparatur oder ein Austausch erforderlich); ② Überprüfung des D/d-Verhältnisses (eine Änderung des neuen Seildurchmessers kann dazu führen, dass das Verhältnis nicht mehr den Anforderungen entspricht); ③ Prüfung der Passung des Rillenradius R (0,53–0,56-facher Nenndurchmesser des neuen Drahtseils); ④ Nachmessung des Seilablenkwinkels (am Trommelende ≤ 3°, an der Rolle ≤ 2,5°); ⑤ Lagerluft (Messuhr, Radialwert ≤ 0,5 mm). Es wird empfohlen, diese 5 Parameter in der Geräteakte zu dokumentieren, um eine Referenzbasis für jeden zukünftigen Seilwechsel zu schaffen.
