Kran Überlastschutz Drehmomentbegrenzer LXD/DXT
📋 Kernzusammenfassung
Überlast an Kränen führt im schlimmsten Fall zu Strukturverformung, Drahtseilbruch oder sogar zum vollständigen Kippen der Maschine. Doch eine Maschine hat keine Augen – wie erkennt sie, dass die Last zu hoch ist? Die Antwort liegt in der Kombination aus Lastsensor und Begrenzer: Brücken- und Portalkrane nutzen einen Traglastbegrenzer zur Messung der Tragfähigkeit, Auslegerkrane setzen einen Lastmomentbegrenzer ein, der Last und Ausladung multipliziert. Dieser Artikel erläutert, wie dieser Überlastschutz funktioniert und die Sicherheitsgrenze zuverlässig einhält.
📌 Der Unterschied auf einen Blick
Traglastbegrenzer: Für Brücken- und Portalkrane – misst ausschließlich die aufgenommene Last, löst bei Überschreitung Alarm aus und unterbricht den Betrieb.
Lastmomentbegrenzer: Für Auslegerkrane – erfasst das Produkt aus Last und Ausladung, verhindert das Kippen durch überhöhtes Lastmoment bei großer Ausladung.
Die oberste Sicherheitsgrenze eines Krans lautet: keine Überlast. Doch anders als ein Mensch kann eine Maschine nicht einschätzen, ob eine Last zu schwer wirkt – wie stellt sie also fest, ob die Grenze überschritten ist?
Die Antwort ist ein Überlastschutzsystem aus drei Komponenten: Der Lastsensor wiegt, der Begrenzer bewertet, und bei Überschreitung wird Alarm ausgelöst und der Betrieb unterbrochen. Dieses System ist die grundlegendste und zugleich wichtigste Sicherheitsbarriere eines Krans.
Im Folgenden wird die Funktionsweise im Detail erläutert.
So funktioniert der Überlastschutz: Wiegen, Bewerten, Unterbrechen
Der Überlastschutz basiert auf drei aufeinander aufbauenden Schritten.
Wiegen: Der Lastsensor erfasst die tatsächlich anliegende Last. Er ist am festen Ende des Drahtseils, an der Trommelhalterung oder am Haken montiert und wandelt das Gewicht der Last in ein elektrisches Signal um – die Grundlage für die Lastbestimmung.
Bewerten: Der Begrenzer vergleicht die gemessene Last mit der Nennlast. Wird die Nennlast überschritten, wird ein Alarm ausgelöst. Die Bewertungsgrundlage ist die Nenntragfähigkeit – eine konstruktiv festgelegte Sicherheitsgrenze.
Unterbrechen: Nach dem Überlastalarm unterbricht der Begrenzer den Hubvorgang – entweder wird nur noch das Senken erlaubt oder der Kran wird komplett stillgesetzt, sodass der Überlastzustand nicht fortbestehen kann. Diese drei Schritte greifen nahtlos ineinander; ISO 10245-5 „Begrenzer und Anzeigen für Brücken- und Portalkrane“ definiert klare Anforderungen an dieses System.
Traglastbegrenzer vs. Lastmomentbegrenzer: Brücken-/Portalbauart und Auslegerkrane
Der Überlastschutz wird in zwei Kategorien unterteilt, die zwei Krankonstruktionen zugeordnet sind.
Der Traglastbegrenzer wird an Brücken- und Portalkranen eingesetzt. Er misst ausschließlich die Tragfähigkeit, da die Gefahr bei diesen Kranen in einer zu schweren Last liegt – wird die Nenntragfähigkeit überschritten, erfolgen Alarm und Abschaltung. Die Bewertung ist direkt und eindeutig.
Der Lastmomentbegrenzer kommt an Auslegerkranen zum Einsatz (Autokran, Turmdrehkran, Portalausleger). Er erfasst das Lastmoment als Produkt aus Last und Ausladung. Die Gefahr bei Auslegerkranen hängt nicht nur vom Gewicht ab, sondern auch von der Ausladung: Je größer die Ausladung, desto größer das Kippmoment bei gleicher Last. Daher müssen Last und Ausladung gleichzeitig erfasst und das Drehmoment berechnet werden – bei Überschreitung wird Alarm ausgelöst.
Der wesentliche Unterschied liegt im Schutzziel: Der eine verhindert „zu schwer gehoben“, der andere verhindert „Kippen durch zu großes Drehmoment“. Kelude wählt den Begrenzer je nach Kranmodell: Brücken- und Portalkrane erhalten einen Traglastbegrenzer, Auslegerkrane einen Lastmomentbegrenzer.
Die Sicherheitsgrenze des Überlastschutzes: Nenntragfähigkeit und Sicherheitsfaktor
Die Sicherheitsgrenze des Überlastschutzes wird durch die Nenntragfähigkeit und den Sicherheitsfaktor definiert.
Die Nenntragfähigkeit ist die maximal zulässige Last, die konstruktiv durch die Festigkeit von Struktur und Drahtseil bestimmt wird. GB/T 28264-2017 „Sicherheitsüberwachungs- und Managementsystem für Hebezeuge“ verlangt die lückenlose Dokumentation von Überlastzuständen. Wird die Nenntragfähigkeit überschritten, überschreitet die Spannung in der Struktur die zulässigen Werte und die Sicherheitsmarge wird aufgezehrt.
Der Sicherheitsfaktor ist die Reserve der Strukturfestigkeit gegenüber der Nennlast. Drahtseile und Strukturbauteile werden nach diesem Faktor ausgelegt – Überlast bedeutet, diese Reserve zu verbrauchen. Ist die Reserve erschöpft, kommt es zum Unfall.
Die Logik des Überlastschutzes ist daher konsequent: Wird die Nennlast überschritten, wird der Betrieb unterbrochen und die Last innerhalb des Sicherheitsfaktors gehalten. Diese Sicherheitsgrenze ist keine willkürliche Festlegung, sondern das Ergebnis der Festigkeitsberechnung von Struktur und Drahtseil. Kelude behandelt die Nenntragfähigkeit als unantastbare Sicherheitsgrenze des Überlastschutzes.
Häufige Fehler bei der Umsetzung des Überlastschutzes
Fehler Nummer eins: Ein defekter Überlastschutz wird ignoriert und der Kran weiter betrieben. Wenn der Sensor driftet oder der Begrenzer ausfällt, wird die Tragfähigkeit falsch gemessen und eine Überlast bleibt unerkannt. Der Überlastschutz muss regelmäßig kalibriert werden.
Fehler Nummer zwei: Das Überlastsignal wird aus Bequemlichkeit überbrückt. Wer das Alarmsignal kurzschließt, um „etwas mehr heben zu können“, entfernt die Sicherheitsgrenze – im Ernstfall mit schwerwiegenden Folgen.
Fehler Nummer drei: Eine ungenaue Kalibrierung. Die Zuverlässigkeit des Überlastschutzes hängt von der Kalibrierung ab. Ist diese fehlerhaft, löst der Alarm nicht aus, wenn er sollte, oder er löst aus, wenn keine Gefahr besteht. Kelude legt die regelmäßige Kalibrierung des Überlastschutzes als verbindliche Wartungsmaßnahme fest – Geräte mit ungenauer Kalibrierung werden nicht in Betrieb genommen.
Traglastbegrenzer und Lastmomentbegrenzer im Vergleich
| Dimension | Traglastbegrenzer | Lastmomentbegrenzer | Unterscheidungsmerkmal | Anwendbare Kranbauart |
|---|---|---|---|---|
| Messgröße | Tragfähigkeit | LastMultiplikationAusladungDrehmoment | ErfassungUnterschiedliche Messgrößen | — |
| Schutzfunktion | Überlast | KippmomentGrenzwertüberschreitung | Unterschiedliches Schutzziel | — |
| Anwendbar für | BrückenbauartPortalbauart | Auslegerkran | Unterschiedliche Bauart | Auswahl nach Kranbauart |
| Komplexitätsgrad | Einfach | Doppelte Ausführung erforderlichParameter | Unterschiedlicher Komplexitätsgrad | — |
Schnellreferenz der Normenklauseln zum Überlastschutz
| Norm | Klauselkernpunkte | in Bezug aufÜberlastschutzZusammenhang |
|---|---|---|
| ISO 10245-5 | BrückenbauartPortalbauartBegrenzerAnzeige | ÜberlastSchutzeinrichtungAnforderungen |
| GB/T 28264 — Sicherheitsüberwachungs- und Managementsystem | SicherheitsüberwachungDokumentationspflichtAnforderungen | ÜberlastZustandsdokumentation |
| Norm DIN 15018 | Krandimensionierungsnorm | NennlastSicherheitsfaktor |
Häufige Fragen zum Überlastschutz
F: Worin besteht der grundlegende Unterschied zwischen einem Traglastbegrenzer und einem Lastmomentbegrenzer?
A: Der Unterschied liegt darin, was gemessen und wovor geschützt wird. Der Traglastbegrenzer misst ausschließlich die Tragfähigkeit und wird bei Brücken- und Portalkranen eingesetzt, um eine Überlastung durch zu schwere Lasten zu verhindern. Der Lastmomentbegrenzer hingegen erfasst das Produkt aus Last und Ausladung und dient bei Auslegerkranen dem Schutz vor Kippen durch ein zu großes Lastmoment. Ersterer ist ein Ein-Parameter-System gegen Überlast, Letzterer ein Zwei-Parameter-System gegen Kippen – die Schutzzwecke sind also grundverschieden.
F: Wie wählt man die passende Überlastschutzeinrichtung aus?
A: Das hängt vom Krantyp ab. Brücken- und Portalkrane benötigen einen Traglastbegrenzer, der nur die Tragfähigkeit überwacht – einfach und direkt. Auslegerkrane (Autokran, Turmdrehkran, Wippdrehkran) erfordern einen Lastmomentbegrenzer, der Last und Ausladung gleichzeitig erfasst. Bei der Auswahl sind außerdem die Nenntragfähigkeit, die Genauigkeitsanforderungen sowie die Verfügbarkeit von Digitalanzeige und Datenaufzeichnung zu berücksichtigen. Die Kernregel lautet: Brücken- und Portalbauart mit Traglastbegrenzer, Auslegerbauart mit Lastmomentbegrenzer.
F: Woran erkennt man, dass die Überlastschutzeinrichtung versagt hat?
A: Drei Signale sind entscheidend. Erstens die Messgenauigkeit: Lässt sich die Lastanzeige mit einem Standardgewicht oder einer bekannten Last verifizieren und weicht sie stark ab, ist der Sensor driftig. Zweitens die Alarmfunktion: Wird bei einer geringfügigen Überlast kein Alarm ausgelöst und die Bewegung nicht unterbrochen, ist der Begrenzer ausgefallen. Drittens die Kalibrierung: Ist die Gültigkeitsdauer überschritten und keine Verifizierung erfolgt, ist das System nicht mehr zuverlässig. Bei jeder Abweichung in einem dieser drei Bereiche muss der Kran außer Betrieb genommen und die Einrichtung überprüft werden.
F: Wie wird die Sicherheitsgrenze für den Überlastschutz festgelegt?
A: Sie ergibt sich aus der Nenntragfähigkeit und dem Sicherheitsfaktor. Die Nenntragfähigkeit ist die maximal zulässige Last, die die Konstruktion unter Berücksichtigung der Festigkeit von Struktur und Drahtseil aufnehmen darf. Der Sicherheitsfaktor stellt die Reserve der Festigkeit gegenüber der Nennlast dar. Überlast zehrt an dieser Reserve – ist sie aufgebraucht, kommt es zum Versagen. Der Überlastschutz hält die Last daher innerhalb der Nennlast; die Sicherheitsgrenze wird aus der Festigkeit von Struktur und Drahtseil berechnet, nicht willkürlich festgelegt.
Überlastschutz und Endschalter gehören zu derselben Sicherheitseinrichtung. Eine Übersicht der Prüfverfahren finden Sie im Beitrag „Inbetriebnahme von Kran-Endschaltern und Sicherheitseinrichtungen: Prüfung von Hubendschalter, Fahrwegbegrenzer und Überlastsicherung“.
Der Überlastschutz ist die wichtigste Sicherheitsgrenze eines Krans. Kelude wählt die Einrichtung passend zum Krantyp – Traglastbegrenzer für Brücken- und Portalbauart, Lastmomentbegrenzer für Auslegerbauart. Die drei aufeinander abgestimmten Funktionen Wiegen, Auswerten und Abschalten halten die Last innerhalb des Sicherheitsfaktors; regelmäßige Kalibrierung gewährleistet dabei dauerhafte Genauigkeit.
