GB/T 23208 Krankupplungen für Brückenkrane
DIN 15018 – Kupplungen für allgemeine Brückenkrane ist die maßgebende Norm für Kupplungen im Antriebssystem von Brückenkranen. Sie legt Klassifizierung, technische Anforderungen, Prüfverfahren und Prüfregeln für Krankupplungen fest und gilt für Kupplungen zwischen Motor und Getriebe sowie zwischen Getriebe und Trommel (bzw. Laufrad) in Hubwerk, Fahrwerk und Drehwerk von Brückenkranen.
DIN 15018 definiert die Anforderungen an Kupplungen für allgemeine Brückenkrane und regelt deren Klassifizierung, technische Anforderungen und Prüfverfahren. Die Kupplung ist das zentrale Übertragungselement zwischen Motor und Getriebe in Hub- und Fahrwerk; die richtige Auswahl entscheidet maßgeblich über Zuverlässigkeit und Lebensdauer des gesamten Antriebssystems.
Kupplungsarten und Auswahlkriterien
DIN 15018 unterscheidet folgende Kupplungsarten für Krananwendungen: Zahnkupplungen (Bogenzahnkupplungen) – Drehmomentübertragung über den Eingriff von Innen- und Außenverzahnung; sie erlauben begrenzte Winkel- und Radialabweichungen, bieten hohe Tragfähigkeit und lange Lebensdauer und sind der am häufigsten eingesetzte Kupplungstyp bei Brückenkranen. Elastische Bolzenkupplungen – Drehmomentübertragung über die Scherverformung elastischer Nylonbolzen; sie bieten eine gewisse Schwingungsdämpfung und Ausgleichsfähigkeit und eignen sich für Antriebsverbindungen mittlerer Leistung. Elastische Kupplungen mit Sternprofil – Drehmomentübertragung über die Druckverformung eines sternförmigen Elastomers; gute Schwingungsdämpfung, einfache Montage, geeignet für Schnelllaufwellen (zwischen Motor und Getriebe). Kreuzgelenkkupplungen – Winkelübertragung zwischen zwei Wellen über Kreuzgelenk und Lager; geeignet für Antriebsverbindungen mit großen Winkelabweichungen (z. B. Laufkatzenantrieb bei Portalkranen). Auswahlkriterien: Übertragungsdrehmoment (N·m) – das Nenndrehmoment der Kupplung muss mindestens dem 1,5-fachen Motornenndrehmoment entsprechen (Sicherheitsfaktor ≥ 1,5). Drehzahl – die zulässige Drehzahl der Kupplung darf die maximale Betriebsdrehzahl des Motors nicht unterschreiten. Ausgleichsfähigkeit – die Kupplung muss Radialabweichungen (in der Regel 0,5–2 mm), Winkelabweichungen (0,5°–2°) und axiales Spiel (±1 bis ±5 mm) zwischen den Wellen ausgleichen können.
Technische Anforderungen an Zahnkupplungen
Die Norm legt folgende technische Anforderungen an Zahnkupplungen fest: Verzahnung – die Außenzähne der Bogenzahnkupplung sind ballig ausgeführt (Balligkeit R = 0,5–1,0-fache Zahnbreite), sodass bei Winkelabweichung der Achsen ein Linienkontakt zwischen Innen- und Außenzahn erhalten bleibt und Spannungskonzentrationen an den Zahnkanten vermieden werden. Werkstoff – Innenzahnkranz und Außenzahnmuffe sind aus 40Cr oder 42CrMo herzustellen (Vergüten HB280–320), die Zahnflanken sind nach dem Abschrecken auf HRC45–55 zu härten. Schmierung – das Kupplungsinnere ist mit Fett zu füllen (Hochdruck-Lithiumfett oder Molybdändisulfid-Lithiumfett); Nachschmierung alle 3 Monate. Abdichtung – beide Kupplungsenden sind mit Dichtringen (Radial-Wellendichtring oder O-Ring) zu versehen, um Fettaustritt und das Eindringen von Staub zu verhindern. Zulässiger Winkelversatz bei Bogenzahnkupplungen – der zulässige Winkelversatz pro Kupplungsglied beträgt in der Regel ≤ 1,5°; bei der Montage ist der tatsächliche Versatz auf ≤ 0,5° zu begrenzen, um einen ruhigen Lauf und eine lange Lebensdauer zu gewährleisten. Darüber hinaus schreibt die Norm Auswuchtanforderungen vor – bei einem Außendurchmesser D ≥ 200 mm und einer Betriebsdrehzahl n ≥ 1500 min⁻¹ ist ein Auswuchten mit der Auswuchtgüte G6.3 erforderlich.
Montage- und Ausrichtanforderungen
Die Norm definiert verbindliche Anforderungen an die Montageausrichtung: Koaxialität zwischen Motorwelle und Getriebeeingangswelle – Radialabweichung ≤ 0,1 mm, Winkelabweichung ≤ 0,3°/m. Koaxialität zwischen Getriebeabtriebswelle und Trommelwelle (bzw. Radachse) – Radialabweichung ≤ 0,2 mm, Winkelabweichung ≤ 0,5°/m. Axialspiel bei der Kupplungsmontage – nach der Montage ist bei Zahnkupplungen ein axiales Spiel von 2–5 mm vorzusehen (zum Ausgleich von Wärmedehnung und axialen Fertigungstoleranzen). Bei elastischen Kupplungen darf das Elastomer beim Einbau nicht vorgespannt werden (Montage im spannungsfreien Zustand, anschließend Schrauben anziehen); übermäßige Vorspannung verkürzt die Lebensdauer des Elastomers. Ausrichtverfahren – Ausrichtung mit Messuhr oder Laser-Ausrichtgerät durchführen und die Messergebnisse dokumentieren. Die Norm fordert: Der Schwingungswert des Antriebssystems darf 11,2 mm/s nicht überschreiten (ISO 10816-3, Klasse B); bei Überschreitung sind Ausrichtzustand und Verschleiß der Kupplung zu prüfen. Kelude Schwerindustrie wendet bei allen Kranantriebssystemen ein präzises Ausrichtverfahren an.
Prüfung und Wartung
Die Norm legt folgende Prüf- und Wartungsanforderungen fest: Werksabnahme – vor Auslieferung ist jede Kupplung einer Sichtprüfung, Maßprüfung (Eingriffsspiel der Verzahnung, Zahndicke, Außendurchmesser usw.) sowie einer Drehmomentprüfung zu unterziehen (1,5-faches Nenndrehmoment für 5 Minuten, Prüfung auf Beschädigung). Wartungsinspektion – Tägliche Prüfung: wöchentliche Sichtprüfung der Kupplung auf Ölaustritt, ungewöhnliche Vibrationen und ungewöhnliche Geräusche. Wiederkehrende Prüfung: alle 3 Monate Zustand des Schmierfetts prüfen (bei Verfärbung oder metallischen Abriebpartikeln wechseln), Dichtringe auf Alterung und Rissbildung prüfen. Alle 12 Monate sind eine erneute Wellenausrichtung (Fundamentsetzung oder Verformung können den Ausrichtzustand verändern) sowie eine Drehmomentprüfung der Schrauben durchzuführen. Die Kupplung ist auszutauschen, wenn: der Zahnverschleiß mehr als 15 % der ursprünglichen Zahndicke beträgt (Zahnkupplung), das Elastomer Risse oder bleibende Verformung aufweist (elastische Kupplung), Dichtringe versagen und häufigen Ölaustritt verursachen oder Risse an Zahnkranz oder Zahnmuffe auftreten.
| Bauart | Tragfähigkeit | Ausgleich Abweichung | Schwingungsdämpfung Leistung | Einsatzort |
|---|---|---|---|---|
| Zahnkupplung | groß | gut | schlecht | Getriebe Trommel/Laufrad |
| elastische Bolzenkupplung | mittel | mittel | mittel | Getriebemotor |
| Sternkupplung | mittel | mittel | gut | Getriebemotor(Hochgeschwindigkeit) |
| Kreuzgelenkkupplung | groß | Winkelgroß | schlecht | groß Winkel Schrägverzahnungsantrieb |
Häufige Fragen
F: Welche Funktion hat die Kupplung im Antriebssystem eines Krans?
A: Die Kupplung verbindet die Motorwelle mit der Getriebeeingangswelle (bzw. die Getriebeabtriebswelle mit der Trommelwelle), überträgt das Drehmoment und gleicht Koaxialitäts- und Winkelabweichungen zwischen den beiden Wellen aus. Das Hubwerk stellt die höchsten Anforderungen an die Kupplung – sie muss gleichzeitig das Nenndrehmoment und mehr als das Doppelte des Überlastdrehmoments aufnehmen und auch bei häufigen Drehrichtungswechseln und Schlaglasten eine zuverlässige Drehmomentübertragung und Montageausrichtung gewährleisten.
F: Wie wählt man zwischen elastischer und starrer Kupplung?
A: Elastische Kupplungen (z. B. elastische Bolzenkupplungen, Klauenkupplungen mit elastischem Element) eignen sich für die Verbindung zwischen Motor und Getriebe – sie gleichen Montageabweichungen aus und absorbieren Anlaufstöße. Sie gelten für alle Mechanismen von Kranen der Klassen A1 bis A6. Starre Kupplungen (z. B. Zahnkupplungen, Bogenzahnkupplungen) werden zwischen Getriebe und Trommel eingesetzt – sie übertragen hohe Drehmomente, bieten eine gute Zentrierung und sind für schwere Lasten und häufige Bremsung geeignet. Bogenzahnkupplungen zeichnen sich durch geringe Kontaktspannung an den Zahnflanken und hohe Tragfähigkeit aus und werden bei großen Kranen häufig verwendet.
F: Welche Ausrichtabweichungen sind bei Kupplungen zulässig?
A: Die in der Norm festgelegten Montageausrichtungen für Kupplungen: Radialabweichung ≤ 0,05–0,10 mm (abhängig von der Kupplungsspezifikation), Winkelabweichung ≤ 0°05'–0°10', Axialspiel gemäß Kupplungstyp. Zu große Ausrichtabweichungen verursachen Zusatzlasten und Vibrationen an der Kupplung, beschleunigen den Verschleiß der elastischen Elemente (elastische Buchsen, Sternscheiben) und können im Extremfall zum Bruch der Kupplung führen. Kelude prüft vor Auslieferung jede Kupplung stückweise mit einem Laser-Ausrichtgerät auf Ausrichtgenauigkeit.
F: Was sind die wichtigsten Punkte bei der täglichen Prüfung von Kupplungen?
A: Wöchentliche Prüfung: Kontrolle der elastischen Elemente elastischer Kupplungen auf Risse und Verschleiß (elastische Buchsen bei mehr als 2 mm Verschleiß ersetzen), Prüfung des Schmierzustands und des Zahnflankenverschleißes bei Zahnkupplungen. Monatliche Prüfung: Kontrolle der Verbindungsbolzen auf Lockerung (mit Drehmomentschlüssel nachziehen), Prüfung auf ungewöhnliche Vibrationen und Übertemperatur (bei mehr als 40 °C über Umgebungstemperatur Maschine stoppen und prüfen). Halbjährliche Prüfung: Messung des Zahnflankenverschleißes bei Zahnkupplungen (bei mehr als 15 % der ursprünglichen Zahndicke ersetzen), Kontrolle der Federn von Federkupplungen auf Bruch.
