ISO 24615:2019 Drehverbindungen für Krane – Normeninterpretation

Typen und Aufbau von Drehverbindungen

ISO 24615:2019 unterscheidet drei Typen von Drehverbindungen für Krane: Einreihen-Kugeldrehverbindung – bestehend aus Innenring, Außenring und einer Kugelreihe (die Kugeln rollen in kreisbogenförmigen Laufbahnen). Mittlere Tragfähigkeit (Axialkraft + Kippmoment) – geeignet für kleine und mittlere Turmdrehkrane sowie Autokrane (Lastmoment ≤ 1000 kN·m). Kreuzrollen-Drehverbindung – bestehend aus Innenring, Außenring und einer Zylinderrollenreihe (die Rollen sind kreuzweise angeordnet – die Achsen benachbarter Rollen stehen senkrecht zueinander). Hohe Tragfähigkeit (Axialkraft + Radialkraft + Kippmoment) – hohe Steifigkeit und Genauigkeit – geeignet für mittlere Turmdrehkrane und Portalwippdrehkrane (Lastmoment 1000–5000 kN·m). Drei-Reihen-Rollen-Drehverbindung – bestehend aus drei getrennten Laufbahnen (obere Rollenreihe nimmt Axiallast + Kippmoment auf – untere Rollenreihe nimmt entgegengesetzte Axiallast + Kippmoment auf – mittlere Rollenreihe nimmt Radiallast auf). Maximale Tragfähigkeit – geeignet für große Turmdrehkrane, Portalwippdrehkrane und Containerbrücken (STS) (Lastmoment ≥ 5000 kN·m). Befestigungsart der Drehverbindung – der Innenring wird auf der Drehplattform (Unterbau) befestigt, der Außenring auf der Drehbühne (Oberbau) – verschraubt mit hochfesten Schrauben. Die Norm legt die Hauptabmessungen der Drehverbindung fest – Laufbahndurchmesser (über 20 Spezifikationen von Φ400 mm bis Φ5000 mm), Durchmesser und Anzahl der Rollen/Kugeln sowie Teilkreisdurchmesser und Anzahl der Verbindungsbolzen. Das Zahnrad der Drehverbindung – entweder auf dem Außenumfang des Außenrings oder auf dem Innenumfang des Innenrings verzahnt (kämmt mit dem äußeren Antriebsritzel und erzeugt die Drehung). Die Norm fordert eine Zahnflankenhärte von HRC 50–55.

Werkstoffe und Wärmebehandlung

Anforderungen der Norm an Werkstoffe und Wärmebehandlung von Drehverbindungen: Werkstoffe für Innen- und Außenring – legierter Stahl 50Mn, 42CrMo oder 40CrNi2Mo – vergütet (HB 280–340). Die Laufbahnoberflächen sind induktiv oder flammenhaft zu härten – Einhärtetiefe ≥ 3 mm – Oberflächenhärte der Laufbahn HRC 55–62 (zwischen gehärteter Schicht und Grundgefüge muss eine Übergangszone vorhanden sein – dadurch wird ein Abblättern der Laufbahn durch plötzlichen Härtesprung vermieden). Zahnflanken – induktives Härten – Einhärtetiefe ≥ 2 mm – Zahnflankenhärte HRC 50–55. Wälzkörper – Kugeln aus Wälzlagerstahl GCr15 (gehärtet und angelassen, Härte HRC 60–65) – Zylinderrollen aus Wälzlagerstahl GCr15SiMn. Käfig – Stanzkäfig aus Q235B (≈S235JR) Stahlband oder Polyamidkäfig (Polyamidkäfig – gute Notlaufeigenschaften, geringes Gewicht – geeignet für mittlere und niedrige Drehzahlen). Härteprüfung – Anlassbeständigkeitsprüfung – 4 Stunden bei 150 °C – Härteabfall ≤ 1 HRC. Zerstörungsfreie Prüfung – Ultraschallprüfung (UT) der Schmiedestücke für Innen- und Außenring – Einzelfehler über Φ3 mm sind nicht zulässig – die zulässige Gesamtfehlerfläche je Teil beträgt ≤ 10 mm². Die Norm betont ausdrücklich – die Laufbahnoberfläche der Drehverbindung darf keine Risse aufweisen – jeder Riss (auch feinste) ist nicht akzeptabel – ein Laufbahnriss ist der einzige nicht reparierbare Fehler, der zur Verschrottung der Drehverbindung führt.

Montage und Einstellung

Vorschriften der Norm für Montage und Einstellung von Drehverbindungen: Montagegrundlage – die Ebenheit der Montageflächen (Verbindungsflächen von Drehplattform und Drehbühne) muss ≤ 0,15 mm/m betragen (Messung mit Wasserwaage in Durchmesserrichtung – zu große Abweichung führt zu zusätzlicher Verformung der Drehverbindung nach der Montage – lokale Überlast der Laufbahn und verkürzte Lebensdauer). Verbindungsbolzen – hochfeste Schrauben der Festigkeitsklasse 10.9 oder 12.9 – Anziehdrehmoment gemäß Herstellerangabe (M24 ca. 500 N·m – M30 ca. 800 N·m – M36 ca. 1200 N·m) – in 2 bis 3 Durchgängen über Kreuz anziehen. Markierung der Schrauben – nach dem Anziehen ist eine Markierungslinie zwischen Schraubenkopf und Montagefläche zu ziehen – zur einfachen Sichtprüfung auf Schraubenlockerung. Spieleinstellung der Drehverbindung – einige Typen verfügen über eine Spieleinstellvorrichtung (Exzenterbuchse oder Einstellscheibe) – zur Einstellung des Laufbahnspiels (hauptsächlich bei Kreuzrollen-Drehverbindungen) – das Spiel ist auf „Nullspiel“ einzustellen (Rollen haben kein sichtbares axiales Spiel in der Laufbahn, drehen sich aber leichtgängig). Schmierung – nach der Montage ist die Drehverbindung mit Fett zu befüllen – Lithiumseifenfett mit EP-Additiven (NLGI-Klasse 2) – Einspritzung über Schmiernippel – die Füllmenge soll 80 % des Volumens von Laufbahn und Zahnradzwischenraum betragen (zu viel Fett wird beim Drehen herausgedrückt – zu wenig führt zu unzureichender Schmierung). Die Norm empfiehlt eine Erstbefüllung (ca. das 1,5-fache des Laufbahnvolumens – das überschüssige Fett wird beim ersten Betrieb herausgedrückt) – nach dem Betrieb ist das ausgetretene Fett zu entfernen und die Oberfläche zu reinigen. Nach den ersten 50 Betriebsstunden ist erneut Fett bis zur Normalmenge nachzufüllen.

Prüfung und Aussonderkriterien

Prüf- und Aussonderbedingungen gemäß Norm: Tägliche Prüfung (wöchentlich) – Sichtprüfung der Dichtringe auf Beschädigung oder Herauspressen (bei Dichtungsversagen dringen Staub und Feuchtigkeit in die Laufbahn ein und beschleunigen den Verschleiß) – Kontrolle der Markierungslinien der Verbindungsbolzen auf Ausrichtung (Versatz deutet auf Schraubenlockerung hin – sofort nachziehen). Monatliche Prüfung – Messung des Drehwiderstands der Drehverbindung (im Leerlauf den Ausleger mit einem Kraftmesser drehen – Anlaufmoment erfassen – ein Anstieg des Anlaufmoments um mehr als 50 % gegenüber dem Anfangswert deutet auf anomalen Laufbahnverschleiß oder Schäden an den Wälzkörpern hin) – Kontrolle des Zahneingriffsspiels zwischen Zahnrad und Antriebsritzel (vergrößertes Eingriffsspiel führt zu Stößen zwischen Ritzel und Zahnrad und beschleunigtem Zahnflankenverschleiß). Vierteljährliche Prüfung – Messung des axialen Spiels der Drehverbindung mit Fühlerlehre oder Messuhr (im Leerlauf eine axiale Zugkraft von 100 kN an der Stirnfläche der Drehverbindung aufbringen – das Trennungsspiel der Stirnflächen messen – eine Zunahme des axialen Spiels um mehr als 0,5 mm gegenüber dem ursprünglichen Spiel erfordert besondere Beachtung – bei mehr als 1 mm ist ein Austausch oder eine Generalüberholung erforderlich). Jährliche Prüfung – Magnetpulverprüfung (MT) der Laufbahn – Antriebsritzel und Dichtringe demontieren – MT-Prüfung der Laufbahnoberfläche auf Ermüdungsabblätterungen und Risse (jeder Riss auf der Laufbahnoberfläche führt sofort zur Verschrottung). Die Drehverbindung ist in folgenden Fällen auszusondern: Risse auf der Laufbahnoberfläche (Risse jeder Tiefe sind nicht akzeptabel), Ermüdungsabblätterungen auf der Laufbahnoberfläche über 10 % der Gesamtfläche, axiales Spiel um mehr als 1 mm gegenüber dem ursprünglichen Spiel vergrößert (wenn nicht einstellbar), Zahnflankenverschleiß über 15 % der ursprünglichen Zahndicke oder Zahnbruch, deutlich erhöhtes Geräusch mit Stößen und Vibrationen (zeigt fortgeschrittene innere Schäden an). Kelude Schwerindustrie liefert hochwertige Drehverbindungen für Krane.

Häufige Fragen zur Drehverbindung