Sonderkran nach Maß für extreme Bedingungen: Hitze, Kälte, Ex-Schutz

Individuelle Kranlösungen: Definition und Marktnachfrage

Wenn Standard-Brückenkrane oder Portalkrane die Anforderungen spezieller Einsatzumgebungen nicht erfüllen, ist die individuelle Sonderanfertigung die einzige Lösung. Darunter versteht man Krane, die speziell für extreme Bedingungen wie hohe Temperaturen, Kälte, explosionsgefährdete Bereiche, große Spannweiten, niedrige Bauhöhen oder hohe Staubbelastung entwickelt werden – von der Strukturkonstruktion über die Materialauswahl und Sicherheitsausstattung bis hin zur Steuerungstechnik. Die Haupttreiber dieser Nachfrage sind: extreme Wärmestrahlung in Gießereien und Stahlwerken, tiefe Temperaturen in Kühlhäusern und Kühlketten, explosionsfähige Gasatmosphären in der Petrochemie sowie das gleichzeitige Streben nach Tragfähigkeit und Wirtschaftlichkeit in Werkshallen mit großen Spannweiten.

Hochtemperatur-Metallurgie: Krane für Gießerei und Stahlwerk

In metallurgischen Betrieben liegen die Umgebungstemperaturen häufig über 60°C. Die Krane müssen intensiver Wärmestrahlung und Spritzern von geschmolzenem Metall standhalten. Zu den wichtigsten technischen Maßnahmen gehören:

• Werkstoffauswahl für hohe Temperaturen: Die tragende Stahlkonstruktion besteht aus Q345B (≈S355J2) und darüber; kritische Verbindungselemente aus legiertem Stahl mit Hitzebeständigkeit, um Festigkeitsverlust bei hohen Temperaturen zu vermeiden.
• Wärmedämmende Konstruktion: Unter dem Führerhaus wird eine Isolierschicht angebracht; der elektrische Steuerschrank wird fern von Wärmequellen positioniert; die Kabel sind mit hitzebeständigem Silikonkautschuk isoliert.
• Doppelbremse für mehr Sicherheit: Das Hubwerk verfügt über zwei unabhängige Bremsen – eine elektromagnetische und eine hydraulische – und erfüllt damit die besonderen Sicherheitsanforderungen der Norm DIN 15018 für Metallurgiekrane.
• Schutz vor Wärmestrahlung: Unter dem Hauptträger werden Reflektionsbleche aus Aluminium oder Edelstahl montiert, um den Temperaturanstieg der Stahlkonstruktion zu reduzieren.

Kran für Kühlhaus bei -40 °C

In Kühlhäusern und der Kühllogistik arbeiten Krane bei -40 °C. Die größten Herausforderungen sind die Versprödung des Stahls, das Erstarren von Schmierstoffen und die Versprödung der Kabelisolierung. Unsere Lösungen:

• Tieftemperaturstahl (Q345E): Einsatz von Q345E mit hervorragender Kerbschlagzähigkeit (Kerbschlagarbeit ≥ 27 J bei -40 °C), um Sprödbrüche zu vermeiden.
• Tieftemperaturfett: Verwendung von synthetischen Kohlenwasserstoff- oder Silikonfetten, die einen zuverlässigen Betrieb von Getriebe und Lagern bei -40 °C gewährleisten.
• Kältebeständiges Kabel: Einsatz von flexiblen Kabeln aus TPE oder TPU, die auch bei extremer Kälte biegsam bleiben und nicht rissig werden.
• Dichtungsmaterialien: Dichtungen aus Fluorkautschuk (FKM) oder Silikon, um ein Versagen der Abdichtung durch Kälteversprödung zu verhindern.

Explosionsgeschützter Kran für Zone 1/2

In explosionsgefährdeten Bereichen der Petrochemie, Kohlechemie und Feinchemie (Zone 1/2) müssen Krane gemäß GB 3836.1-2010 ausgelegt sein. Die wichtigsten Zündschutzarten:

• Ex d – Druckfeste Kapselung: Elektrische Betriebsmittel, die potenziell explosive Atmosphären entzünden könnten, werden in einem druckfesten Gehäuse gekapselt. Das Gehäuse hält dem inneren Explosionsdruck stand und verhindert die Flammenausbreitung nach außen.
• Ex e – Erhöhte Sicherheit: Durch verstärkte elektrische Verbindungen, reduzierte Temperaturerhöhung und vergrößerte Luft- und Kriechstrecken wird verhindert, dass unter normalen Betriebsbedingungen Lichtbögen oder Funken entstehen.
• Ex ib – Eigensicherheit: Die Energie der Stromkreise wird auf ein Niveau begrenzt, das eine Zündung der explosionsfähigen Atmosphäre unmöglich macht – ideal für Steuer- und Signalkreise.

Kran für große Spannweiten (42 m und mehr)

Bei Werkshallenspannweiten über 42 m steigt das Eigengewicht des Hauptträgers eines allgemeinen Brückenkrans erheblich. Die Balance zwischen Wirtschaftlichkeit und Steifigkeit wird zum zentralen Konstruktionsmerkmal. Die wichtigsten technischen Ansätze:

• Fachwerkträger: Hauptträger als Dreieck- oder Viereckfachwerk – bis zu 30–50 % leichter als ein Kastenträger. Ideal für sehr große Spannweiten, wenn die lichte Höhe keine kritische Rolle spielt.
• Optimierter Kastenträger: Verwendung eines Kastenträgers mit veränderlichem Querschnitt (größere Bauhöhe in Feldmitte, kleinere an den Enden) in Kombination mit einer Topologieoptimierung per Finite-Elemente-Methode zur Gewichtsreduzierung.
• Windschutz: Für im Freien eingesetzte Krane großer Spannweite ist die Berücksichtigung der Windlast unerlässlich. Eine Windverankerung mit Anemometer-Verriegelung ist vorgesehen.
• Segmentbauweise: Überlange Hauptträger werden in Segmenten gefertigt und vor Ort montiert, um Transportbeschränkungen zu überwinden. Die Verbindungsstellen werden mit HV-Schrauben oder durch Schweißen ausgeführt.

Kran für niedrige Bauhöhe (Werkshalle unter 6 m)

Bei der Modernisierung älterer Werkshallen oder bei besonderen Prozessbeschränkungen ist die nutzbare Hubhöhe äußerst begrenzt. Unsere Lösungen:

• Spezieller Hauptträgerquerschnitt: Einsatz eines Kastenträgers mit exzentrischer Schiene oder eines verbreiterten I-Trägers als Untergurt, um die Montagehöhe des Elektrokettenzugs zu minimieren.
• Exzentrische Schienenanordnung: Der Elektrokettenzug wird seitlich am Hauptträger geführt statt darunter aufgehängt – das reduziert die erforderliche Grenzhöhe um ca. 20 %.
• Elektroseilzug mit niedriger Bauhöhe: Einsatz eines kurz bauenden Elektrokettenzugs, bei dem Trommel und Motor parallel statt in Reihe angeordnet sind – das reduziert die Bauhöhe des Lastaufnahmemittels erheblich.

Kran für staubige Umgebungen (Zement-/Mehlindustrie)

In Zementwerken, Mühlen und Kohleaufbereitungsanlagen sind Krane erhöhtem Verschleiß, schlechter Wärmeabfuhr und elektrostatischen Risiken ausgesetzt. Die entscheidenden Technologien:

• Staubdichte Abdichtung: Motoren und Elektroschränke in Schutzart IP65 und darüber; Getriebeentlüftungen mit Staubfiltern ausgestattet.
• Wärmeableitung: Vergrößerte Kühlrippen an den Motoren, um Überhitzung durch Staubablagerungen und daraus resultierende Stillstände zu vermeiden.
• Antistatik: Zuverlässige Erdung der gesamten Krananlage; Laufräder mit leitfähigem Gummi, um elektrostatische Aufladung und damit die Gefahr von Staubexplosionen zu verhindern.

Kelude Sonderanfertigungsprozess

Der Prozess für Sonderanfertigungen, wie ihn Kelude Kranwerke repräsentiert, folgt fünf Phasen:

1. Anforderungsanalyse: Vor-Ort-Vermessung der Werkshalle und Erfassung der Umgebungsparameter; Ermittlung der spezifischen Betriebsbedingungen (Temperatur, Korrosionsklasse, Explosionszonen, Tragfähigkeit usw.).
2. Konzeptplanung: Erstellung des Gesamtkonzepts, der statischen Berechnungen, des Stromlaufplans und der Auswahlliste für kritische Komponenten auf Basis der Anforderungen.
3. FEA-Simulation: Finite-Elemente-Analyse (ANSYS oder Abaqus) des Hauptträgers, der Kopfträger und kritischer Knotenpunkte zur Verifizierung von Steifigkeit, Festigkeit und Ermüdungslebensdauer.
4. Prototypenprüfung: Für kritische Sonderbauteile (z. B. spezielle Katzfahrwerkrahmen oder Sonder-Anschlagmittel) werden zunächst Prototypen gefertigt und einer Typprüfung unterzogen.
5. Inbetriebnahme vor Ort: Nach Anlieferung erfolgen Montage, Lastprüfung, Kalibrierung der Sicherheitseinrichtungen und die Abnahme durch den Kunden.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Referenznormen: DIN 15018, GB 6067.1-2010, GB 3836.1-2010