EN 13159:2018 Getriebe-Anforderungen für Elektrohebezeuge
EN 13159:2018 „Technische Anforderungen an Getriebe von Elektrokettenzügen“ ist ein zentraler Bestandteil der europäischen Normenreihe für Kransicherheit und wurde vom Europäischen Komitee für Normung (CEN) erarbeitet und veröffentlicht. Die Norm spezifiziert die Konstruktion, Fertigung und Prüfung von Getrieben für Elektrokettenzüge und umfasst technische Anforderungen an die Zahnradfestigkeitsberechnung, die Überprüfung der Lagerlebensdauer, die Abdichtung des Gehäuses sowie das Schmiersystem. Sie gilt für Getriebe der dritten und vierten Stufe von Elektrokettenzügen mit einer Nenntragfähigkeit von 0,25 t bis 100 t.
Die Umsetzung dieser Norm ist von großer Bedeutung für die internationale Wettbewerbsfähigkeit chinesischer Hebezeuge und stellt eine verbindliche technische Anforderung für den Export in den europäischen Markt dar. Das technische Team von Kelude Schwerindustrie hat sich eingehend mit dem Normensystem befasst und setzt die Anforderungen in der Produktkonstruktion konsequent um, um die Sicherheitstechnik der Anlagen auf höchstem Niveau zu gewährleisten.
Anwendungsbereich und Positionierung der Norm
EN 13159:2018 „Technische Anforderungen an Getriebe von Elektrokettenzügen“ legt die technischen Anforderungen und Sicherheitskennwerte für Getriebe von Elektrokettenzügen fest und gilt für alle Hebezeuge mit einer Nenntragfähigkeit von mindestens 0,5 t. Die Norm umfasst nicht nur die Konstruktion und Fertigung neuer Anlagen, sondern gibt auch klare technische Anleitungen für die Inspektion, Wartung und den Umbau bestehender Anlagen. Als wesentlicher Bestandteil des EN-Normensystems ist sie mit den übrigen Teilen der EN 13001-Reihe abgestimmt und bildet gemeinsam mit diesen eine vollständige Konstruktionsvorschrift für die Kransicherheit. Die in der Norm definierten technischen Parameter und Sicherheitsfaktoren bieten Konstrukteuren eine eindeutige Bemessungsgrundlage und dienen gleichzeitig Prüfstellen als quantifizierbare Beurteilungskriterien für Typprüfung und Werksabnahme.
Kernparameter der Technik im Überblick
Gemäß den technischen Bestimmungen der EN 13159:2018 müssen Konstruktion und Fertigung von Getrieben für Elektrokettenzüge eine Reihe strenger technischer Parameter erfüllen. Diese Parameter basieren auf umfangreichen Prüfdaten und der Sicherheitstechnik und decken den gesamten Prozess von der Materialauswahl bis zur Konstruktion ab. Die in der Norm festgelegten Sicherheitsfaktoren berücksichtigen die Ermüdungslebensdauer und Grenzlast von Hebezeugen unter anspruchsvollen Betriebsbedingungen. In der Ingenieurpraxis wählen Konstrukteure die geeignete Parameterkombination in Abhängigkeit von Triebwerksgruppe, Lastkollektiv und Einsatzumgebung. Die folgende Parameterübersicht zeigt die zentralen technischen Kennwerte der Norm:
Vergleichsanalyse der zentralen technischen Kennwerte
Um Konstrukteuren und Prüfpersonal ein besseres Verständnis der technischen Anforderungen der EN 13159:2018 zu ermöglichen, werden in der folgenden Vergleichstabelle die Kernparameter der Norm den allgemeinen Erfahrungswerten aus der Ingenieurpraxis gegenübergestellt. Die aufgeführten Werte entsprechen den verbindlichen bzw. empfohlenen Festlegungen der Norm und sollten bei der Konstruktion und Auswahl sowie bei der Werksabnahme streng eingehalten werden. Für Positionen, die in der Tabelle als „vereinbar“ gekennzeichnet sind, können Hersteller und Auftraggeber abweichende Regelungen im Vertrag treffen, sofern die Mindestsicherheitsanforderungen der Norm nicht unterschritten werden.
| Parameter | Anforderung nach EN 13159:2018 | Allgemeine Ingenieurpraxis | Anmerkung |
|---|---|---|---|
| Sicherheitsfaktor für Flankenpressung (SH) | ≥ 1,25 | 1,10 – 1,30 | Mindestwert verbindlich |
| Sicherheitsfaktor für Zahnfußbiegung (SF) | ≥ 1,50 | 1,30 – 1,60 | Mindestwert verbindlich |
| Lebensdauer des Lagers (L10) | ≥ 5.000 h | 4.000 – 8.000 h | Je nach Triebwerksgruppe |
| Schutzart des Gehäuses | IP55 | IP54 – IP65 | Abhängig von Einsatzumgebung |
| Wirkungsgrad | ≥ 92 % (3-stufig) | 88 – 95 % | Abhängig von Stufenzahl |
| Lärmgrenzwert | ≤ 80 dB(A) | 75 – 85 dB(A) | Messung nach Norm |
| Grenzlast | 1,25 × Nenntragfähigkeit | 1,10 – 1,40 × Nenntragfähigkeit | Statische Prüfung |
| Ermüdungslebensdauer | Gemäß Lastkollektiv | 10.000 – 25.000 h | Vereinbar |
| Technische Parameter | NormAnforderungen | Empfehlungswerte/Erläuterung |
|---|---|---|
| ZahnflankeSicherheitsfaktor für FlankenpressungSH | ≥1.25 | gemäßNorm ISO-Klasse 6336Berechnung,Berücksichtigungdynamischer LastfaktorKvund VerwendungKoeffizientKA |
| ZahnfußSicherheitsfaktor für ZahnfußbiegungSF | ≥1.50 | Einrichtungsbetrieb:BiegungErmüdungGrenzwertσFE×YN/SFmin |
| LagerNennlebensdauerL10h | ≥5000Stunden(Nennlast) | gemäßISO 281 — Dynamische Tragzahlen und nominelle Lebensdauer von WälzlagernBerechnung,Zuverlässigkeit90% |
| GetriebegehäuseSchutzart (IP) | IP55(Staubschutz+Strahlwasserdicht) | AbtriebswelleWellendichtringDoppel-Abdichtung,Statische DichtungFlächenbeschichtungDichtungsmasse |
| WirkungsgradAnforderungen | ≥92%(dreistufigZahnrad) | vierstufigZahnradWirkungsgrad≥88%,inkl. Planschverluste |
| LeerlaufLärmgrenzwert | ≤80dB(A)(Abstand1m) | Messpunkt5Stück,Mittelwert aller Messpunkte |
Prüfanforderungen und Prüfintervalle
Die Norm EN 13159:2018 definiert verbindliche Anforderungen an die Werksabnahme, Typprüfung und regelmäßige Inspektion des Getriebes von Elektrokettenzügen. Die Werksabnahme erfolgt im Herstellerwerk durch die Qualitätssicherungsabteilung für jedes Gerät einzeln; konforme Geräte werden mit einem ausführlichen Prüfbericht und einer Konformitätsbescheinigung ausgeliefert. Die Typprüfung ist bei der Erstfertigung neuer Produkte, bei einer Verlagerung der Fertigungsstätte oder bei wesentlichen konstruktiven Änderungen erforderlich. Das regelmäßige Prüfintervall für in Betrieb befindliche Geräte richtet sich nach der Triebwerksgruppe und der Einsatzumgebung und beträgt in der Regel höchstens 12 Monate. Die folgende Tabelle fasst die konkreten Anforderungen an die einzelnen Prüfungen und Wartungsmaßnahmen zusammen:
| Inspektion/Wartungspunkt | Prüfverfahren/Norm | Zyklus/Bewertungskriterium |
|---|---|---|
| SchmierölPrüfung | Ölstand,Ölqualität,Öltemperatur | Wöchentliche Ölstandskontrolle,alle500hAustauschSchmieröl |
| ZahnradVerzahnungsprüfung | Tragbild,Zahnflankenverschleiß,Grübchenbildung | halbjährlich,TragbildLänge≥60%Zahnbreite |
| LagerZustandsüberwachung | Schwingungsbeschleunigung,Temperatur,Geräusch | Vierteljährliche Schwingungsmessung,ZugabeGeschwindigkeit≥10m/s²bei Austausch |
| AbdichtungKontrollprüfung | AbtriebswelleLeckage,Leckage an Gehäusedichtflächen | monatlich,Bei Leckage sofort austauschenWellendichtring |
Anforderungen an sicheren Betrieb und Management
Bei der Umsetzung der Norm EN 13159:2018 spielen der sichere Betrieb und die tägliche Verwaltung eine ebenso wichtige Rolle. Die Norm legt besonderen Wert auf die Qualifikation und Schulung des Bedienpersonals. Sämtliche Bediener müssen eine Fachschulung absolvieren und die entsprechende Qualifikation nachweisen, bevor sie eingesetzt werden dürfen. Der Betreiber ist verpflichtet, ein Aktenverwaltungssystem für Anlagen einzurichten, das den gesamten Lebenszyklus – Montage, Nutzung, Wartung und Prüfung – lückenlos dokumentiert. Festgestellte Sicherheitsrisiken sind gemäß dem in der Norm festgelegten Korrekturverfahren zu behandeln, damit die Anlage jederzeit sicher und kontrollierbar bleibt. Darüber hinaus enthält die Norm einschränkende Vorgaben für den Betrieb unter extremen Wetterbedingungen, beispielsweise ist bei Überschreitung der zulässigen Windgeschwindigkeit ein Hubevorgang untersagt.
Häufige Fragen zur Norm EN 13159
F: Welche Sicherheitsfaktoren fordert die Norm EN 13159:2018 für Getriebezahnräder?
A: Die Norm verlangt einen Sicherheitsfaktor für Flankenpressung SH von mindestens 1,25 sowie einen Sicherheitsfaktor für Zahnfußbiegung SF von mindestens 1,50. Die Berechnung dieser beiden Sicherheitsfaktoren erfolgt nach der Zahnradfestigkeitsberechnung gemäß Norm ISO 6336. Dabei sind der dynamische Lastfaktor Kv, der Anwendungsfaktor KA, der Stirnfaktor KHβ sowie der Verteilungsfaktor KHα zu berücksichtigen. Für das Getriebezahnrad wird einsatzgehärteter Legierter Stahl (z. B. 20CrMnTi oder 17CrNiMo6) empfohlen. Die wirksame Einsatzhärtungstiefe richtet sich nach dem Modul und liegt üblicherweise im Bereich von 0,15 bis 1,0 mm. Die Zahnflankenhärte muss HRC 58–63 erreichen, die Kernhärte HRC 35–45. Die Getriebezahnräder des Elektrokettenzugs von Kelude werden ebenfalls im Einsatzhärteverfahren aus Hochleistungslegiertem Stahl gefertigt; die Sicherheitsfaktoren für Flankenpressung und Zahnfußbiegung werden mit ausreichender Reserve ausgelegt.
F: Welche Anforderungen gelten für Auswahl und Lebensdauer der Getriebelager?
A: Die Norm fordert eine nominelle Lebensdauer L10h der Lager von mindestens 5.000 Stunden bei Nennlast und 90 % Zuverlässigkeit. Die Lagerauswahl erfolgt auf Basis der Lebensdauerberechnung nach ISO 281 – Dynamische Tragzahlen und nominelle Lebensdauer von Wälzlagern. Die Lager der Antriebswelle müssen kombinierte radiale und axiale Lasten aufnehmen und sind daher als Kegelrollenlager oder Schrägkugellager auszuführen. Für die Lager der Zwischen- und Abtriebswelle kommen je nach Belastungssituation Rillenkugellager oder Zylinderrollenlager zum Einsatz. Die Lagerluft ist in Gruppe C3 zu wählen, um die Wärmeausdehnung im Getriebebetrieb zu kompensieren. Die Grenzdrehzahl der Lager der Hochgeschwindigkeitswelle muss mindestens das 1,2-Fache der maximalen Eingangsdrehzahl betragen. Bei der Getriebekonstruktion setzt das Unternehmen Lager der Marken SKF oder FAG ein und berücksichtigt dabei die Viskositätsänderung des Fettes beim Kaltstart bei −20 °C.
F: Welche technischen Anforderungen gelten für die Getriebeschmierung?
A: Die Norm stellt Anforderungen an die Schmierungsart, die Auswahl des Schmieröls sowie die Ölwechselintervalle. Üblicherweise kommt Spritzschmierung zum Einsatz; die Eintauchtiefe der Zahnräder ist auf das 2- bis 3-Fache des Moduls begrenzt, da eine zu tiefe Eintauchung die Planschverluste und die Öltemperatur erhöht. Als Schmieröl wird synthetisches Getriebeöl (z. B. ISO VG 220 oder 320) empfohlen, mit einem Arbeitstemperaturbereich von −20 °C bis +80 °C. Der Ölstand und die Ölqualität sind wöchentlich zu prüfen; ein Ölwechsel ist nach jeweils 500 Betriebsstunden vorzunehmen. Die Viskositätsklasse des Schmieröls richtet sich nach der Umgebungstemperatur: Bei Normaltemperatur ist VG 320 zu verwenden, bei niedrigen Temperaturen VG 220. Das Getriebegehäuse muss mit einem Ölschauglas, einem Entlüfter und einer Ölablassschraube ausgestattet sein; der Staubschutz des Entlüfters muss mindestens IP55 entsprechen.
F: Welche Punkte umfasst die tägliche Wartungsinspektion des Getriebes?
A: Die tägliche Wartungsinspektion umfasst folgende Maßnahmen: Wöchentliche Kontrolle von Ölstand und Ölqualität; bei Emulsionsbildung oder erhöhtem Fremdstoffanteil ist das Öl vorzeitig zu wechseln. Monatliche Prüfung der Abdichtung an der Abtriebswelle und an den Gehäusefugen; bei Undichtigkeit des Wellendichtrings ist dieser umgehend zu ersetzen. Vierteljährliche Schwingungsüberwachung und Temperaturmessung; bei einer Beschleunigungsamplitude der Lager über 10 m/s² ist ein Lagertausch erforderlich. Halbjährliche Sichtprüfung des Tragbilds der Zahnräder nach Öffnen des Gehäuses; das Tragbild muss in Längsrichtung mindestens 60 % der Zahnbreite und in Höhenrichtung mindestens 45 % der Zahnhöhe abdecken. Der Geräuschpegel im Leerlauf darf 80 dB(A) nicht überschreiten; gemessen wird an 5 Messpunkten in 1 m Abstand vom Gehäuse, der Mittelwert ist maßgeblich. Das Unternehmen bietet einen umfassenden Wartungsbegleitservice über den gesamten Lebenszyklus des Getriebes an.
Dieses Unternehmen – Hersteller von Krananlagen mit Fokus auf Konstruktion und Fertigung – arbeitet konsequent nach dem Normensystem EN 13159:2018 und bietet einen vollständigen Service von der Konzeptplanung bis zum Kundendienst und Wartung. Bei Fragen zur konkreten Anwendung der Norm in unseren Produkten kontaktieren Sie uns gerne – unser technisches Team stellt Ihnen die ausführliche technische Dokumentation zur Verfügung.
