Ablegekriterien für Hubseile von Elektrohebezeugen

Das Hubseil des Elektroseilzugs ist das tragende Bauteil der gesamten Einheit und entscheidet unmittelbar über die Sicherheit beim Heben und für das Bedienpersonal. Viele Betreiber gehen fälschlich davon aus, dass ein Drahtseil „nach zwei Jahren auszutauschen“ sei oder „solange es nicht gerissen ist, weiterverwendet werden kann“. Diese Annahmen sind nicht nur falsch, sondern auch gefährlich. Die Aussonderkriterien für Drahtseile sind in der Norm DIN EN 13414-3 (äquivalente Übernahme von ISO 4309) eindeutig festgelegt. Sie definiert verbindliche quantitative Kennwerte für die Aussonderung in fünf Schädigungsdimensionen: Drahtbrüche, Verschleiß, Korrosion, Verformung und thermische Schädigung. Nachfolgend werden die einzelnen Kriterien erläutert.

Welche Aussonderkriterien gelten für das Hubseil eines Elektroseilzugs?

A: Gemäß DIN EN 13414-3 (äquivalente Übernahme von ISO 4309) ist das Seil auszusondern, wenn eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist: ① Die Anzahl der Drahtbrüche innerhalb einer Schlaglänge erreicht 10 % der Gesamtdrahtzahl (Kreuzschlag) bzw. 5 % (Gleichschlag); ② Die Durchmesserverminderung durch Verschleiß oder Korrosion erreicht 7 % des Nenndurchmessers; ③ Es liegen Verformungen wie Klanken, Quetschungen, Korb- oder Lampionsbildung oder thermische Schäden durch Lichtbogeneinwirkung vor; ④ Eine Litze ist vollständig gebrochen. Detaillierte Bewertungsverfahren und Grenzwerttabellen finden sich in den einzelnen Kapiteln dieses Beitrags.

Aussonderkriterien bei Drahtbrüchen

Drahtbrüche sind die häufigste und zugleich gefährlichste Versagensart bei Drahtseilen. Die Norm legt als statistische Einheit die „Schlaglänge“ zugrunde – also die Länge, entlang der eine Litze eine vollständige Drehung um die Seilachse ausführt. Für Kreuzschlag- und Gleichschlagdrahtseile gelten dabei unterschiedliche Grenzwerte.

Bestimmung der Schlaglänge: Die Schlaglänge eines Drahtseils ist abhängig vom Seildurchmesser. Bei einem Nenndurchmesser d ≤ 14 mm entspricht eine Schlaglänge ≈ 6d (z. B. bei einem 11-mm-Drahtseil eines CD1-3t Elektrohebezeugs beträgt die Schlaglänge ≈ 66 mm). Für 14 mm < d ≤ 30 mm gilt: Schlaglänge ≈ 7d (z. B. bei einem 15-mm-Drahtseil eines CD1-10t Elektrohebezeugs beträgt die Schlaglänge ≈ 105 mm). Für d > 30 mm gilt: Schlaglänge ≈ 8d. Zur praktischen Messung wird eine beliebige Litze auf der Seiloberfläche markiert. Der Abstand zwischen dem Startpunkt und dem Punkt, an dem diese Litze nach einer vollständigen Umdrehung axial wieder die gleiche Position erreicht, entspricht einer Schlaglänge.

Beurteilung gehäufter Drahtbrüche: Treten innerhalb einer Schlaglänge mehr als zwei Drahtbrüche an derselben Stelle konzentriert auf, ist die Inspektionshäufigkeit zu erhöhen oder das Seil vorzeitig auszusondern – selbst wenn die Gesamtzahl der Drahtbrüche die Schwelle von 10 % noch nicht erreicht hat. Solche lokal gehäuften Brüche sind häufig ein Anzeichen für mechanische Schäden oder schwere Überlast und gefährlicher als verteilte Drahtbrüche.

Bruch einer ganzen Litze: Unabhängig von der Anzahl der Drahtbrüche muss das Drahtseil sofort ausgesondert werden, sobald eine beliebige Litze vollständig gebrochen ist.

Aussonderkriterien bei Durchmesserreduzierung durch Verschleiß und Korrosion

Durch äußeren Verschleiß, innere Korrosion und Austrocknung des Seilkerns nimmt der Durchmesser eines Drahtseils im Betrieb kontinuierlich ab. Gemäß DIN 15018 ist ein Drahtseil auszusondern, wenn die tatsächliche Durchmesserreduzierung 7 % des Nenndurchmessers erreicht.

Korrektes Messverfahren: Die Messung erfolgt im unbelasteten Zustand. Das Drahtseil wird straff gespannt und an einer Position von mindestens 1,5 m vom Seilende gemessen (um den Verformungsbereich am Ende zu vermeiden). Mit einem Messschieber wird der Durchmesser an derselben Stelle in zwei zueinander senkrechten Richtungen ermittelt; der Mittelwert beider Messungen ergibt den tatsächlichen Durchmesser. Zur Beurteilung sind an verschiedenen Stellen (Seilende, Mitte, Bereich nahe der Trommel) 3 bis 5 Querschnitte zu messen; der minimale Durchmesser ist die Beurteilungsgrundlage. Die folgende Tabelle bietet eine Übersicht der Verschrottungsschwellen für gängige Drahtseile von Elektrohebezeugen:

Die Ursachen für eine Durchmesserreduzierung sind in der Regel dreifach überlagert: Verschleiß durch Reibung der äußeren Stahldrähte an Rolle und Trommel, Korrosion mit Abblätterung im Inneren, die den wirksamen Querschnitt schwächt, sowie ein austrocknender und schrumpfender Seilkern (Faser- oder Stahlkern), der das gesamte Drahtseil „schrumpfen“ lässt. Jede dieser drei Ursachen kann für sich allein bereits die Ausmusterungskriterien erfüllen.

Korrosion als Aussonderkriterium: Normen und Bewertung

Korrosion gilt als „stiller Killer“ des Drahtseils, denn sie wirkt oft von innen nach außen: Außen zeigt sich lediglich eine leichte Rotfärbung, während die inneren Stahldrähte bereits massiv an Querschnitt verloren haben. Die Norm DIN 15020 (ersetzt GB/T 5972-2016) unterteilt die Korrosion von Drahtseilen in drei Klassen:

Stark korrodierte Drahtseile können bis zu 30–50 % ihrer Bruchkraft verlieren. Ein Drahtseil mit einer Nenn-Bruchkraft von 100 kN kann nach schwerer Korrosion nur noch 50–70 kN aufnehmen. Da das Hubseil des Elektroseilzugs selbst mit einem Sicherheitsfaktor von 5–6 ausgelegt ist, kann die tatsächliche Sicherheitsreserve nach Korrosion auf unter das Dreifache sinken. Bei Überlast oder Stoßbelastung besteht dann ein extrem hohes Risiko für Seilbruch.

Für Elektrohebezeuge, die in korrosiven Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit eingesetzt werden – etwa in der Metallurgie, der chemischen Industrie oder im Hafen – empfiehlt es sich, das Inspektionsintervall für die gründliche Untersuchung von monatlich auf alle zwei Wochen zu verkürzen. Zusätzlich sollte ein spezielles Drahtseilfett für den Korrosionsschutz verwendet werden.

Aussonderkriterien bei Verformung und Hitzeschäden

Verformung und thermische Schäden am Drahtseil gelten als Ausschlusskriterien: Tritt einer der folgenden Fehler auf, muss das Seil sofort ausgetauscht werden – unabhängig davon, ob die Grenzwerte für Drahtbruch oder Verschleiß bereits erreicht sind:

Besondere Aufmerksamkeit gilt dem Lichtbogenbrand. Wenn in der Nähe eines Elektrohebezeugs Schweißarbeiten durchgeführt werden und der Erdungsleiter nicht korrekt angeschlossen ist, kann der Schweißstrom über das Hubseil einen Stromkreis bilden. Bereits ein winziger Lichtbogenbrandpunkt kann zu einer lokalen Glühung des Stahldrahts an dieser Stelle und einem drastischen Festigkeitsabfall führen. Vor Schweißarbeiten ist daher unbedingt sicherzustellen, dass der Erdungsleiter direkt am Schweißwerkstück selbst angeschlossen ist und nicht indirekt über das Elektrohebezeug oder das Hubseil geführt wird.

Verschleiß-Ausmusterungskriterien für das Hubseil

Der Verschleiß des Hubseils wird in äußeren und inneren Verschleiß unterteilt, für die unterschiedliche Beurteilungskriterien und Behandlungsweisen gelten.

Äußerer Verschleiß: Dieser entsteht durch Reibung der Seilaußenfläche an der Seilrille der Rolle, der Trommeloberfläche, der Hakenflaschenrolle oder der I-Träger-Führungsschiene. Die offensichtlichste Erscheinung des äußeren Verschleißes ist das „Flachschleifen“ der äußeren Drähte, wobei sich der Querschnitt von rund zu flach verändert. Wenn der äußere Verschleiß zu einer Durchmesserreduzierung des Hubseils von 7 % des Nenndurchmessers führt, muss das Seil ausgesondert werden. Bei lokalem, starkem, einseitigem Verschleiß (eine Seite deutlich stärker abgenutzt als die andere) sollte das Seil ebenfalls vorzeitig ausgesondert werden, selbst wenn die Gesamtdurchmesserreduzierung unter 7 % liegt.

Innerer Verschleiß: Dieser entsteht durch die Reibung der Drähte zwischen den einzelnen Litzen im Seilinneren und ist mit bloßem Auge nicht direkt erkennbar. Innerer Verschleiß wird in der Regel indirekt über die Messung der Durchmesserreduzierung festgestellt, in Verbindung mit einer Drahtbruchprüfung und der Beurteilung des Schmierungszustands. Wenn Durchmesserreduzierung durch inneren Verschleiß und Drahtbrüche gleichzeitig auftreten, ist die Sicherheitsmarge des Hubseils stärker beeinträchtigt und eine sofortige Ausmusterung ist erforderlich.

Häufige Irrtümer bei der Seilprüfung

Im täglichen Betrieb sind die folgenden vier Irrtümer am weitesten verbreitet. Jeder einzelne davon kann ein Sicherheitsrisiko darstellen:

Irrtum 1: „Erst ein halbes Jahr in Gebrauch, da kann nichts kaputt sein.“ – Ob ein Hubseil ausgesondert werden muss, hängt nicht von der Nutzungsdauer ab, sondern vom tatsächlichen Schädigungsgrad. In rauer Umgebung (z. B. hohe Temperaturen, hohe Luftfeuchtigkeit, häufige schwere Lasten) ist es durchaus möglich, dass Drahtbrüche und Verschleiß innerhalb eines halben Jahres die Aussonderkriterien erreichen. Die richtige Vorgehensweise ist eine Sichtprüfung vor jedem Einsatz sowie mindestens eine umfassende Messung und quantitative Beurteilung pro Monat.

Irrtum 2: „Etwas Öl auf den Rost und das reicht.“ – Fett kann die weitere Korrosion nur verlangsamen, nicht jedoch den bereits durch Korrosion geschwächten Drahtquerschnitt wiederherstellen. Wenn die Korrosion bereits in die Litzenzwischenräume eingedrungen ist oder deutliche Korrosionsnarben sichtbar sind, hat sich der effektive lasttragende Querschnitt der Drähte bereits verringert. Das Auftragen von Fett ist dann rein psychologische Beruhigung. Die Beurteilung muss anhand des Korrosionsgrades erfolgen; bei starker Korrosion ist das Seil direkt auszusondern.

Irrtum 3: „Nur zwei oder drei Drahtbrüche, das ist harmlos.“ – Die Anzahl der Drahtbrüche ist nicht einfach zu addieren; entscheidend ist, ob sie sich innerhalb derselben Schlaglänge konzentrieren. Wenn mehrere Drahtbrüche innerhalb derselben Schlaglänge gehäuft auftreten, deutet dies – selbst bei geringer Gesamtzahl – auf eine lokale Schädigung des Seilabschnitts hin. Bei weiterer Nutzung kann es innerhalb kurzer Zeit zu konzentrierten Brüchen kommen. Bei gehäuften Drahtbrüchen sollte das Seil vorzeitig ausgesondert werden.

Irrtum 4: „Solange der Durchmesser nicht abnimmt, ist alles sicher.“ – Eine nicht signifikante Durchmesserreduzierung bedeutet nicht, dass das Hubseil in gutem Zustand ist. Innere Korrosion, ausgetrockneter Seilkern und innerer Verschleiß sind verdeckte Schäden, die sich nicht direkt in einer Durchmesseränderung widerspiegeln. Darüber hinaus muss ein Seil auch bei völlig normalem Durchmesser ausgesondert werden, wenn es eine laternenförmige Aufweitung oder eine Kinkverformung (Schlaufenbildung) aufweist.

Lebensdauer des Hubseils effektiv verlängern

Eine Verlängerung der Lebensdauer des Hubseils senkt nicht nur die Austauschkosten, sondern reduziert vor allem die Stillstandszeiten durch einen Seilwechsel. Die folgenden sechs Maßnahmen haben sich in der Praxis als besonders wirksam erwiesen:

① Sachgerechte Schmierung beibehalten. Das Hubseil ist alle zwei Wochen mit einem speziellen Seilschmierstoff (z. B. Seiloberflächenfett oder Graphit-Kalziumfett) zu behandeln. Schwerpunkte sind die Litzenzwischenräume und die Kontaktflächen zu den Rollen. Die Funktion des Fetts ist nicht nur der Korrosionsschutz, sondern vor allem die Reduzierung der Reibung zwischen den Litzen (Hauptursache für inneren Verschleiß). Vor dem Schmieren sind Ölschlamm und Rost mit einer Drahtbürste zu entfernen, damit das neue Fett in die Litzenzwischenräume eindringen kann. Verwenden Sie keinesfalls normales Wälzlagerfett als Ersatz; dessen Haftvermögen ist unzureichend und es kann keine penetrierende Schmierung gewährleisten.

② Schrägzug und Schrägaufhängung vermeiden. Die konstruktive Hubrichtung des Elektrohebezeugs ist das vertikale Heben. Bei Schrägzug reibt das Hubseil stark an Trommel oder Seilführung, was zu schwerem einseitigem Verschleiß führt. Mit jedem zusätzlichen Schrägzugwinkel von 10° steigt die Kontaktspannung zwischen Seil und Trommelkante um über 30 %. Das Bedienpersonal sollte sicherstellen, dass der Haken vor dem Heben exakt über dem Schwerpunkt der Last ausgerichtet ist.

③ Lockern und ungeordnetes Aufwickeln des Seils verhindern. Wenn der Haken bis zum unteren Anschlag abgesenkt ist, müssen mindestens 3 Windungen des Hubseils (ohne Befestigungsende) auf der Trommel verbleiben. Eine ungeordnete Seilaufwicklung auf der Trommel („Seilsprung“ oder „Seilüberlappung“) führt zu Quetschverschleiß zwischen benachbarten Windungen und beschleunigt den lokalen Verschleiß. Bei unregelmäßiger Aufwicklung ist die Seilführung umgehend neu einzustellen oder der Aufwickelmechanismus auszutauschen.

④ Schlaglasten vermeiden. Abruptes Anheben oder Not-Halt erzeugen Stoßkräfte, die die Nennlast bei weitem überschreiten können. Diese Stoßkräfte können zu lokaler Überlast des Hubseils und verdeckten inneren Drahtbrüchen führen. Der Hubvorgang sollte mit langsamer Beschleunigung erfolgen; beim Senken ist die Last in ca. 300 mm Höhe über dem Boden kurz anzuhalten und dann langsam abzusetzen.

⑤ Reibung an Strukturbauteilen verhindern. Während des Betriebs darf das Hubseil nicht an Stahlkonstruktionsteilen wie Hauptträger, Kopfträger oder Konsolen des Krans reiben. Wenn regelmäßige Schleifspuren am Seil festgestellt werden (wiederholte Reibung an derselben Stelle), sind die Wellenausrichtung der Rollen und der Seilverlauf auf Abweichungen zu prüfen und entsprechend zu korrigieren.

⑥ Prüfaufzeichnungen sorgfältig führen. Für jedes Elektrohebezeug ist eine Prüfakte für das Hubseil anzulegen, beginnend mit dem Montagedatum. Zu dokumentieren sind: Durchmessermesswerte jeder Prüfung, Anzahl der Drahtbrüche, Datum der Schmierung und besondere Vorkommnisse. Anhand des Datentrends lässt sich die Degradationsgeschwindigkeit des Seils prognostizieren, sodass ein Austausch rechtzeitig geplant und ein plötzlicher Seilbruch vermieden werden kann.

Häufige Fragen zum Hubseilwechsel