ISO 24616:2020 Normeninterpretation für Kran-Hydraulik
ISO 24616:2020 „Krane – Hydraulische Systeme – Konstruktionsprinzipien und Sicherheitsanforderungen“ ist die umfassende Norm für hydraulische Systeme in Kranen. Sie legt Konstruktionsprinzipien, Sicherheitsanforderungen, Komponentenauswahl und Prüfverfahren fest und deckt das Management über den gesamten Lebenszyklus hydraulischer Systeme von Mobilkranen, Turmkranen und Industriekranen ab.
Konstruktionsprinzipien für hydraulische Systeme
Die in ISO 24616:2020 festgelegten Konstruktionsprinzipien für Kran-Hydrauliksysteme umfassen: Sicherheitspriorität – Die Konstruktion muss gewährleisten, dass bei keiner Fehlerart (einschließlich Hydraulikpumpenversagen, Schlauchbruch, Stromausfall usw.) ein Kontrollverlust des Krans auftritt (freier Fall der hängenden Last oder unkontrolliertes Senken des Auslegers). Eigen sichere Konstruktion – Bevorzugt werden mechanische Sicherheitseinrichtungen eingesetzt, die nicht auf externe Energie oder elektronische Steuerung angewiesen sind (z. B. Hydrauliksperrventile, Gegengewichtsventile). Für den Sicherheitskreis wird eine Redundanzauslegung (Doppelkreis oder parallele Sicherheitsventile) gefordert.
Ausfallsicherheitsprinzip – Bei einer Störung muss das System automatisch in einen sicheren Zustand übergehen oder seine aktuelle sichere Position beibehalten (z. B. sperrt das Gegengewichtsventil den Hydraulikzylinder bei Druckverlust in der Steuerleitung). Wartungsfreundlichkeit – Hydraulikkomponenten sind an gut zugänglichen Positionen anzuordnen; Hydraulikleitungen müssen mit Druckmessanschlüssen und Entlüftungsventilen ausgestattet sein; der Hydrauliköltank benötigt Ölstandsanzeige, Ölthermometer und Magnetfilter. Die Norm fordert außerdem, dass der Nenndruck des Systems 85 % des Nenndrucks der Hydraulikpumpe nicht überschreitet und der Dauerbetriebsdruck 70 % nicht überschreitet.
Sicherheitsventile und Verriegelungseinrichtungen
Die Anforderungen der Norm an Sicherheitsschutzelemente hydraulischer Systeme: Gegengewichtsventil – An den Hydraulikzylindern für Heben und Wippen sind Gegengewichtsventile vorzusehen, deren Einstelldruck das 1,3- bis 1,5-fache des lastbedingten Drucks beträgt. Das Gegengewichtsventil ist direkt am Hydraulikzylinder zu montieren (ohne zwischengeschaltete Leitungen), sodass die Last auch bei Leitungsbruch gehalten wird. Hydrauliksperrventil – An den Stützbein-Zylindern sind doppelt wirkende Hydrauliksperrventile erforderlich, um ein selbsttätiges Einfahren der Stützbeine während des Kranbetriebs zu verhindern. Der Einstelldruck des Hydrauliksperrventils muss ≥ 1,25-facher Systemnennwert betragen.
Überdruckventil – Am Ausgang jeder Hydraulikpumpe ist ein Überdruckventil vorzusehen, dessen Einstelldruck den 1,1-fachen Systemnennwert nicht überschreiten darf. Berstschutzventil – An den Zu- und Rücklaufleitungen von Hubmotor und Hydraulikzylindern sind Berstschutzventile zu installieren, die bei einem Durchfluss über dem 1,5-fachen Nennwert automatisch schließen. Die Norm verlangt außerdem, dass alle Sicherheitsventile mit Plombier- oder Verriegelungsfunktion ausgestattet sind, um eine unbefugte Verstellung durch das Bedienpersonal zu verhindern.
| Sicherheitselement | Einbauposition | Sollwert | Betätigungsart | RedundanzAnforderungen |
|---|---|---|---|---|
| Gegengewichtsventil | Heben / Anheben/WippenZylinder | 1.3~1.5mehrfache Last | Druckentlastungssperre der Steuerölung | jeder Zylinder unabhängig |
| Hydrauliksperrventil | Stützzylinder | ≥1.25mehrfach Nenn | doppelt hydraulisch betätigtRückschlagventil | beidseitige Verriegelung |
| Überdruckventil | HydraulikpumpeAustritt | ≤1.1mehrfach Nenn | vorgesteuert/direkt gesteuert | pro Pumpe1Stück |
| Berstventil | Motor/Zylinderleitung | ≥1.5mehrfacher Volumenstrom | Durchflussauslösung Abschaltung | Kritischer Kreis |
| Kavitationsschutzventil | HydraulikzylinderBoden | Unterdrucköffnung | Nachsaug Kavitationsschutz | —— |
Filterung und Verschmutzungskontrolle
Die Norm stellt klare Anforderungen an die Filterung und Verschmutzungskontrolle des hydraulischen Systems. Die Filterfeinheit des Hydrauliköls muss für das Hubwerk mindestens Klasse NAS 8 (ISO 4406 18/15/13) und für allgemeine Hydrauliksysteme mindestens Klasse NAS 9 erreichen. Die Filterausstattung umfasst: Rücklauffilter mit einer Filterfeinheit von ≤10 μm, Hochdruckleitungsfilter mit ≤5 μm (bei Servoventilsystemen ≤3 μm) sowie Saugfilter mit ≤100 μm. Alle Filter sind mit Bypassventil und Verschmutzungsanzeige auszustatten, die bei Überschreitung des eingestellten Differenzdrucks einen Hinweis oder Alarm auslöst.
Für die Ölqualität und das Austauschintervall gilt: Es ist ein Verschleißschutz-Hydrauliköl (Typ HM) oder ein Hydrauliköl für tiefe Temperaturen (Typ HV) zu verwenden. Die Viskositätsklasse richtet sich nach der Umgebungstemperatur: VG46 für −20 °C bis +40 °C, VG32 für −30 °C bis +30 °C und VG68 für 0 °C bis +50 °C. Unter normalen Bedingungen ist das Hydrauliköl alle 2.000 Betriebsstunden oder einmal jährlich zu wechseln, unter rauer Umgebung alle 1.000 Betriebsstunden. Beim Ölwechsel sind Öltank und Leitungen gründlich zu reinigen; das neue Öl ist vor der Einfüllung auf NAS 7 zu filtrieren. Die optimale Betriebstemperatur liegt zwischen 30 °C und 55 °C; bei Überschreitung von 65 °C ist der Betrieb zu stoppen und das Kühlsystem zu prüfen.
Prüfverfahren und Prüfanforderungen
Die in der Norm festgelegten Prüfungen für Hydrauliksysteme umfassen Dichtheitsprüfung, Spannungsprüfung, Funktionstest und Wirkungsgradprüfung. Bei der Dichtheitsprüfung wird das System 10 Minuten lang mit dem 1,25-fachen des Nenndrucks beaufschlagt und alle statischen Dichtungen auf Leckagen kontrolliert. Die Spannungsprüfung erfolgt mit dem 1,5-fachen des Nenndrucks über 3 Minuten, wobei auf bleibende Verformung oder Beschädigung geprüft wird. Der Funktionstest prüft die einzelnen Bewegungsabläufe auf Laufruhe, Ansprechgeschwindigkeit und Endlagen: Das Hubwerk wird mindestens 5 Hebe- und Senkzyklen unterzogen, das Drehwerk mindestens 3 volle Umdrehungen in beide Richtungen und das Wippwerk mindestens 3 vollständige Hübe.
Die Hydrauliksysteme der Krane von Kelude werden vor Auslieferung vollständig nach ISO 24616:2020 geprüft; die Messdaten werden dokumentiert und archiviert. Die Montage der Hydrauliksysteme erfolgt in einer Montagehalle mit kontrollierter Sauberkeit – Reinraumklasse 10.000, Hydraulikleitungen werden auf NAS 7 gereinigt, und alle Hydraulikkomponenten werden vor der Montage mit einem Partikelzähler geprüft. Durch den Einsatz importierter Dichtungen und Leitungsverbindungen wird die Leckagerate des Systems wirksam reduziert.
| PrüfungProjekt | Prüfbedingungen | Beurteilungskriterien | InspektionTyp |
|---|---|---|---|
| AbdichtungEigenschaftPrüfung | 1.25mehrfacher Druck×10min | leckagefrei | WerksabnahmeVollprüfung |
| Spannungsprüfung | 1.5mehrfacher Druck×3min | ohnebleibende Verformung | Typprüfung |
| Funktionstest | vollHub×3~5Mal | ruhiger Betrieb | WerksabnahmeVollprüfung |
| ReinheitErkennung | Partikelzähler | NAS (australische Norm)≤8Klasse | WerksabnahmeVollprüfung |
| WirkungsgradPrüfung | NennbedingungenTesten | Systemwirkungsgrad≥80% | Typprüfung |
Häufige Fragen
F: Welche Konstruktionsprinzipien sind für das hydraulische System eines Krans maßgeblich?
A: Sicherheit hat oberste Priorität – unter keiner Fehlerbedingung darf die Last unkontrolliert absinken. Dazu kommen das Prinzip der Eigenschutz-Konstruktion (bevorzugt mechanische Sicherheitseinrichtungen), das Fail-Safe-Prinzip (automatischer Rückfall in einen sicheren Zustand bei Störungen) sowie die Wartungsfreundlichkeit (Komponenten müssen für Inspektion und Austausch gut zugänglich angeordnet sein).
F: Warum wird das Gegengewichtsventil direkt am Hydraulikzylinder montiert?
A: Die direkte Montage des Gegengewichtsventils am Hydraulikzylinder eliminiert das Risiko eines unkontrollierten Lastabfalls bei einem Leitungsbruch. Wäre das Ventil über eine Leitung mit dem Zylinder verbunden, verlöre es bei einem Bruch dieser Leitung seine Steuerfunktion und die Last könnte frei fallen. Die direkte Montage ist daher die zuverlässigste Sicherheitslösung.
F: Wie wird die Filterfeinheit für das hydraulische System richtig gewählt?
A: Für das Hubwerk ist ein Reinheitsgrad von mindestens NAS-Klasse 8 (Norm ISO 4406 18/15/13) erforderlich, für allgemeine Systeme mindestens NAS-Klasse 9. Rücklauffilter sollten ≤10μm, Hochdruckleitungsfilter ≤5μm aufweisen. Eine unzureichende Filterfeinheit beschleunigt den Verschleiß der Hydraulikkomponenten. Die hydraulischen Systeme von Kelude sind serienmäßig mit Hochdruckleitungsfiltern ausgestattet.
F: Was ist zu tun, wenn die Hydrauliköltemperatur 65°C überschreitet?
A: Den Kran sofort stillsetzen und die Ursache prüfen – dazu gehören das Kühlsystem (Kühler, Kühlgebläse, verstopfte Ölwege), eine übermäßige interne Leckage der Hydraulikpumpe sowie eine zu hohe Umgebungstemperatur. Nach der Fehlerbehebung und sobald die Öltemperatur wieder im Normalbereich liegt, kann der Betrieb fortgesetzt werden. Dauerhaft hohe Temperaturen beschleunigen die Oxidation und Alterung des Hydrauliköls.
