Explosionsgeschützter Brückenkran: Aufbau & Funktion

Der explosionsgeschützte Brückenkran ist eine speziell für explosionsgefährdete Bereiche entwickelte Hebevorrichtung. Das entscheidende Merkmal ist die explosionsgeschützte Konstruktion aller elektrischen und mechanischen Komponenten, die einen sicheren Betrieb in explosionsfähiger Gas- oder Staubatmosphäre ermöglicht. Im Gegensatz zu einem allgemeinen Brückenkran sind beim explosionsgeschützten Brückenkran sämtliche Bauteile – vom Motor über den Elektroschrank bis hin zu Steuerknüppel und Endschalter – druckfest gekapselt oder erhöht sicher ausgeführt. Dadurch wird ausgeschlossen, dass der Kran während des Betriebs zur Zündquelle wird.

Explosionsgeschützte Brückenkrane kommen branchenübergreifend in der Chemie-, Petrochemie- und Kohlechemieindustrie, in der Lack- und Pharmaindustrie, in der Lebensmittelverarbeitung sowie in der Rüstungsindustrie zum Einsatz – überall dort, wo explosionsfähige Atmosphären auftreten können. In diesen Produktionsumgebungen sind häufig brennbare Gase (z. B. Wasserstoff, Acetylen, Methan, Benzindämpfe) oder brennbare Stäube (z. B. Aluminium-, Kohle-, Mehl- oder Kunststoffpulver) vorhanden. Entstehen im elektrischen System des Krans Funken oder erreichen heiße Oberflächen die Zündtemperatur, können die Folgen verheerend sein. Der Einsatz explosionsgeschützter Krane gemäß den einschlägigen Normen ist daher nicht nur eine Frage der Sicherheit, sondern auch eine gesetzliche Pflicht – die Normenreihe EN 60079 legt die Auswahl- und Installationsanforderungen für elektrische Betriebsmittel in explosionsgefährdeten Bereichen verbindlich fest.

Explosionsschutzklassen: Zoneneinteilung verstehen

Einteilung explosionsgefährdeter Bereiche

Die Auswahl des explosionsgeschützten Krans richtet sich in erster Linie nach der Zoneneinteilung des Einsatzbereichs. Gemäß EN 60079-10-1 werden explosionsgefährdete Bereiche nach dem Grad der Gefährdung wie folgt klassifiziert:

Explosionsfähige Gasatmosphäre:

• Zone 0: Eine explosionsfähige Atmosphäre ist ständig oder über lange Zeiträume vorhanden (mehr als 1.000 Stunden pro Jahr). Dies ist der Bereich mit dem höchsten Gefährdungspotenzial. Hier ist die Installation herkömmlicher elektrischer Betriebsmittel grundsätzlich unzulässig; auch explosionsgeschützte Geräte unterliegen strengen Auflagen.
• Zone 1: Eine explosionsfähige Atmosphäre kann bei Normalbetrieb gelegentlich auftreten (10 bis 1.000 Stunden pro Jahr). Dies ist der häufigste Einsatzbereich für explosionsgeschützte Brückenkrane. Die LB-Baureihe sowie bestimmte LXB-Modelle sind für diese Zone zugelassen.
• Zone 2: Eine explosionsfähige Atmosphäre tritt bei Normalbetrieb nicht oder nur kurzzeitig auf (maximal 10 Stunden pro Jahr). Der LXB-Hängekran in explosionsgeschützter Ausführung ist für diese Zone geeignet.

Explosionsfähige Staubatmosphäre:

• Zone 20: Eine explosionsfähige Staubwolke oder -schicht ist ständig oder über lange Zeiträume vorhanden (mehr als 1.000 Stunden pro Jahr).
• Zone 21: Eine explosionsfähige Staubatmosphäre kann bei Normalbetrieb gelegentlich auftreten.
• Zone 22: Eine explosionsfähige Staubatmosphäre tritt bei Normalbetrieb nicht oder nur kurzzeitig auf.

Zündschutzarten im Vergleich

Die gängigsten Zündschutzarten unterscheiden sich wie folgt:

Erläuterung der Explosionsschutz-Kennzeichnung

Die Kennzeichnung auf dem Typenschild eines explosionsgeschützten Krans, z. B. Ex d ⅡB T4 Gb, ist wie folgt von links nach rechts zu lesen:

• Ex: Explosionsschutz-Kennzeichnung (nach chinesischer und IEC-Norm)
• d: Explosionsschutzart (druckfeste Kapselung)
• ⅡB: Gasgruppe (ⅡA – Propan/Aceton; ⅡB – Ethylen/Ether; ⅡC – Wasserstoff/Acetylen, ⅡC ist am gefährlichsten)
• T4: Temperaturklasse (T1–T6, T6 max. zulässige Oberflächentemperatur 85 °C, T4 = 135 °C)
• Gb: Geräteschutzstufe (Ga – Zone 0; Gb – Zone 1; Gc – Zone 2)

Der technische Leiter von Kelude Schwerindustrie weist darauf hin: „Der erste Schritt bei der Auswahl eines explosionsgeschützten Krans ist nicht die Tragfähigkeit, sondern die Bestimmung der Zoneneinteilung und Gasgruppe der Einsatzumgebung. Die Zoneneinteilung bestimmt die Wahl der Explosionsschutzart, die Gasgruppe die untere Grenze der Explosionsschutzklasse – beispielsweise erfordert die Gruppe ⅡC (Wasserstoffumgebung) Geräte der Klasse ⅡC; Geräte der Gruppe ⅡB dürfen nicht in ⅡC-Umgebungen eingesetzt werden.“

LB-Typ: Explosionsgeschützter elektrischer Einträger-Brückenkran

Der LB-Typ ist eine explosionsgeschützte Variante auf Basis des elektrischen Einträger-Brückenkrans der LD-Baureihe und eignet sich für den Einsatz in Zone 1 und Zone 2 (explosionsfähige Gasatmosphären) sowie Zone 21 und Zone 22 (brennbare Stäube).

Technische Parameter im Überblick

• Tragfähigkeit: 1–20 t
• Spannweite: 7–30 m
• Hubhöhe: 6–30 m
• Triebwerksgruppe: A3 bis A5
• Explosionsschutzklasse: Ex d ⅡB T4 Gb bis Ex d ⅡC T4 Gb

Technische Merkmale

Ex-Motorsystem: Der LB-Typ verwendet druckfest gekapselte Kegelläufermotoren der Klasse Ex d ⅡB T4 oder Ex d ⅡC T4. Das Motorgehäuse wird nach GB 3836.2-2021 gefertigt, der Spalt der druckfesten Kapselung beträgt ≤ 0,2 mm. Die Anschlussdose des Motors ist als Ex d ⅡB druckfest gekapselt ausgeführt, mit erhöhter Sicherheit für die interne Verdrahtung. Die Hubmotorleistung beträgt 5–42 kW (je nach Tragfähigkeit), die Fahrmotorleistung 0,8–3 kW.

Explosionsgeschütztes elektrisches Steuerungssystem: Das gesamte elektrische Steuerungssystem besteht aus einem explosionsgeschützten Elektroschrank, explosionsgeschützten Drucktastergehäusen, explosionsgeschützten Endschaltern und explosionsgeschützten Stromschienen. Das Gehäuse des explosionsgeschützten Elektroschranks ist aus Aluminiumgusslegierung gefertigt und hat die Druckprüfung mit dem 1,5-fachen Nenndruck bestanden. Die Steuerspannung beträgt AC 36 V (Schutzspannung), wodurch das Risiko eines elektrischen Schlags wirksam verhindert wird.

Explosionsgeschützter Elektroseilzug: Ausgestattet mit einem explosionsgeschützten Elektroseilzug vom Typ HB oder BCD, Explosionsschutzklasse Ex d ⅡB T4. Die Hubgeschwindigkeit beträgt 8 m/min (bei Tragfähigkeiten über 10 t: 7 m/min), die Fahrgeschwindigkeit 20 m/min. Das Drahtseil ist verzinkt bzw. phosphatbeschichtet; der Haken ist mit einer kupferlegierten, funkenreduzierenden Explosionsschutzbehandlung versehen, um Funkenbildung bei Kollisionen mit der Last zu vermeiden.

Sicherheitsschutzeinrichtung: Umfasst einen explosionsgeschützten Stromabschalt-Endschalter, eine explosionsgeschützte Überlastsicherung (Genauigkeit ± 5 %) sowie explosionsgeschützte Fahrwegendschalter. Alle Sicherheitseinrichtungen verfügen über ein Explosionsschutz-Zertifikat und sind für den zuverlässigen Betrieb in Zone 1 geeignet.

LXB-Typ: Explosionsgeschützter Elektro-Einträger-Hängekran

Der LXB-Typ ist ein hängekranmontierter explosionsgeschützter Kran, dessen Hauptträger über Aufhängevorrichtungen direkt an der Dachkonstruktion bzw. dem Kranbahnträger der Werkshalle befestigt wird – ohne Bodenfläche zu beanspruchen. Geeignet für Zone 2 (explosionsfähige Gasatmosphären) und Zone 22 (brennbare Stäube).

Technische Parameter im Überblick

• Tragfähigkeit: 1–10 t
• Spannweite: 3–16 m
• Hubhöhe: 6–24 m
• Triebwerksgruppe: A3 bis A4
• Explosionsschutzklasse: Ex d ⅡB T4 Gc bis Ex d ⅡC T4 Gc

Wesentliche Unterschiede zum LB-Typ

Der LXB-Typ wird hängend montiert und benötigt weder Konsolen noch Stützen für den Kranbahnträger. Dies bietet eine höhere Installationsflexibilität und eignet sich besonders für Explosionsschutz-Umbauten in bestehenden Werkshallen. Aufgrund der Tragfähigkeitsgrenzen der Hängekonstruktion ist die maximale Tragfähigkeit des LXB-Typs auf 10 t begrenzt, die Spannweite auf 16 m. Der Einsatzbereich ist überwiegend Zone 2 (einige LXB-Ausführungen können auf Anfrage für Zone 1 gefertigt werden).

Einsatzbereiche

Der explosionsgeschützte Hängekran vom Typ LXB eignet sich besonders für:

• Zwischentransport in Lackierwerkstätten (Förderung von Farb- und Lösungsmittelgebinden)
• Transfer von Zwischenprodukten in pharmazeutischen Produktionsstätten
• Wartungs- und Anschlagarbeiten an Kleinanlagen der chemischen Industrie
• Materialtransport in der Feinchemie

Auswahlhilfe: LB-Typ vs. LXB-Typ im Vergleich

Kernkomponenten des explosionsgeschützten Krans

Explosionsgeschützter Elektroseilzug ist das Herzstück des explosionsgeschützten Krans. Der HB-Explosionsgeschützte Elektroseilzug (basierend auf Daten aus der Wissensdatenbank 3204) ist in der Explosionsschutzklasse Ex d ⅡB T4 ausgeführt. Das Gehäuse mit druckfester Kapselung wird gemäß Norm GB 3836.2-2021 gefertigt, der Spalt der Zündschutzfläche beträgt ≤0,2 mm. Das Hubwerk des Elektroseilzugs verwendet ein dreistufiges Schrägstirnradgetriebe; die Zahnräder bestehen aus einsatzgehärtetem 20CrMnTi-Stahl mit einer Härte von HRC58~62. Das explosionsgeschützte Drahtseil ist als 6×19+IWR-Edelstahlkonstruktion ausgeführt und weist einen Sicherheitsfaktor von 6 gegenüber der Nennlast auf.

Ex-Motor: Drehstrom-Asynchronmotor mit druckfester Kapselung, Isolationsklasse F (temperaturbeständig bis 155 °C), Schutzart IP55. Die Statorwicklungen sind vakuumimprägniert und dadurch feuchtigkeits- und korrosionsbeständig. Das Motorgehäuse trägt die Explosionsschutz-Kennzeichnung Ex d ⅡB T4 Gb und wird mit einem Explosionsschutz-Zertifikat geliefert.

Explosionsgeschützter Elektroschrank: Gehäuse aus Aluminiumgusslegierung (ZL102) mit eloxierter Oberfläche. Im Schrank sind druckfest gekapselte Leistungsschalter, Wechselstromschütze, Thermorelais und weitere Steuerelemente installiert. Die Ein- und Ausgänge sind mit explosionsgeschützten Stopfbuchsen abgedichtet; die Kabeleinführung ist mit einer Dichtungsmasse versehen, um zu verhindern, dass explosionsfähiges Gas über den Kabeleingang in den Schrank eindringen kann.

Explosionsgeschützte Bedieneinrichtungen: Dazu gehören ein explosionsgeschützter Handtaster (Ex d ⅡB T4, Schutzart IP65), eine explosionsgeschützte Funkfernsteuerung (eigensicher Ex ia ⅡB T4, Signalreichweite ≥100 m) sowie explosionsgeschützte Endschalter. Die Bedientasten des Handtasters sind explosionsgeschützte Folientaster; das Gehäuse besteht aus glasfaserverstärktem Polyamid mit Antistatikzusatz, Oberflächenwiderstand ≤1×10⁹ Ω.

Kranauswahl in drei Schritten

Kelude Schwerindustrie empfiehlt die folgende dreistufige Methode für die Auswahl eines explosionsgeschützten Krans:

Schritt 1: Bestimmung der Explosionsschutzzone

Prüfen Sie die Zoneneinteilungspläne Ihrer Werkshalle oder beauftragen Sie eine Sicherheitsbewertung zur Ermittlung der explosionsgefährdeten Bereiche. Klären Sie dabei:

• Gasatmosphäre: Zone 0, Zone 1 oder Zone 2?
• Gasgruppe: ⅡA, ⅡB oder ⅡC?
• Temperaturklasse: Welche Stufe von T1 bis T6?
• Staubgeschützter Einsatz: Zone 20, Zone 21 oder Zone 22?

Schritt 2: Bestimmung von Tragfähigkeit und Spannweite

Die Nenntragfähigkeit wird anhand des maximalen Einzelgewichts (inklusive Anschlagmittel) mit einem Sicherheitsfaktor von 1,25 ermittelt. Die Spannweite ergibt sich aus der Hallenspannweite abzüglich der seitlichen Sicherheitsabstände (üblicherweise je 500~800 mm). Die Hubhöhe wird aus der Höhe vom Boden (oder der Bedienbühne) bis zum höchsten Anschlagpunkt plus 500 mm Sicherheitsreserve bestimmt.

Schritt 3: Auswahl des passenden Typs LB oder LXB

• Bei Gasatmosphäre Zone 1 + Tragfähigkeit ≤20 t + Spannweite ≤30 m → Typ LB wählen
• Bei Gasatmosphäre Zone 2 + Tragfähigkeit ≤10 t + Spannweite ≤16 m + Halle ohne Kranbahnkonsolen / flexible Montage erforderlich → Typ LXB wählen
• Bei Gasatmosphäre Zone 2 + Tragfähigkeit >10 t oder Spannweite >16 m → weiterhin Typ LB wählen (Tragfähigkeitsgrenze von LXB nicht ausreichend)
• Bei Staubgeschütztem Einsatz Zone 21/22 → sowohl LB als auch LXB geeignet; Tragfähigkeit und Spannweite entscheiden über die endgültige Wahl

Ein Ingenieur von Kelude Schwerindustrie erklärt: „Der häufigste Fehler bei der Auswahl explosionsgeschützter Krane ist der Einsatz von Geräten, die nur für Zone 2 zugelassen sind, in Zone-1-Umgebungen. Im Falle eines Sicherheitsvorfalls ist eine falsche Auswahl nicht nur ein Sachschaden, sondern zieht auch strafrechtliche Konsequenzen nach sich – § 99 des Arbeitssicherheitsgesetzes regelt die Haftung für die Verwendung nicht konformer Sicherheitsausrüstung.“

Häufige Fragen (FAQ)

Für einen Vergleich aller Brückenkran-Modelle mit Parametern und Preisen sehen Sie die Übersichtstabelle zur Auswahl von Brückenkranen – auf einen Blick die Unterschiede zwischen den fünf Typen LD/QD/LH/LB/LDY.