Der grün hervorgehobene Drehkranz verbindet bei einem Mobilkran den drehbaren Oberwagen mit dem Unterwagen. Er ermöglicht die Drehbewegung und überträgt zugleich hohe Kräfte und Kippmomente.| Bild: KI
Der Drehkranz ist die große, ringförmige Verbindung zwischen dem drehbaren und dem nicht drehbaren Teil eines Krans. Bei einem Mobilkran verbindet er den Oberwagen mit dem Unterwagen. Über den Drehkranz kann sich der Oberwagen um die senkrechte Drehachse bewegen, während der Unterwagen und die Abstützung ihre Position beibehalten.
Der Drehkranz ermöglicht jedoch nicht nur die Drehbewegung. Er trägt gleichzeitig einen erheblichen Teil der auf den Kran wirkenden Belastungen und leitet diese in die darunterliegende Konstruktion weiter. Dazu gehören das Gewicht des Oberwagens, des Auslegers, des Ballasts und der angehobenen Last ebenso wie seitlich wirkende Kräfte und Kippmomente.
Technisch handelt es sich beim Drehkranz um eine besonders große und hoch belastbare Lagerverbindung. Häufig wird deshalb auch von einer Drehverbindung oder Großwälzlager-Drehverbindung gesprochen.
Wo befindet sich der Drehkranz?
Bei einem Mobilkran befindet sich der Drehkranz zwischen Oberwagen und Unterwagen. Der Oberwagen umfasst den drehbaren Kranteil mit Ausleger, Hubwerk, Kranführerhaus, Ballast und weiteren technischen Komponenten. Der Unterwagen trägt das Fahrwerk, die Achsen und in der Regel auch die Abstützung.
Über den Drehkranz stützt sich der Oberwagen auf dem Unterwagen ab. Gleichzeitig bleibt er gegenüber dem Unterwagen drehbar.
Von außen ist der Drehkranz meist nur teilweise zu erkennen. Er liegt im Übergangsbereich zwischen Oberwagen und Unterwagen und ist fest mit beiden Konstruktionsteilen verbunden.
Auch Raupenkrane und andere drehbare Krane besitzen eine vergleichbare Drehverbindung. Bei Turmdrehkranen hängt ihre Lage von der jeweiligen Bauart ab. Bei einem Obendreher befindet sich die Drehverbindung im oberen Bereich des Turms. Bei einem Untendreher liegt sie im unteren Bereich des Krans.
Wie ist ein Drehkranz aufgebaut?
Ein Drehkranz besteht vereinfacht aus zwei großen, ringförmigen Lagerringen. Einer dieser Ringe ist mit dem oberen, der andere mit dem unteren Konstruktionsteil verbunden.
Zwischen den beiden Ringen befinden sich Kugeln oder Rollen. Sie laufen auf besonders geformten Laufbahnen und ermöglichen, dass sich die beiden Ringe gegeneinander bewegen können. Gleichzeitig sorgen sie dafür, dass die Verbindung auch unter hoher Belastung tragfähig bleibt.
Abhängig von der Bauart und der Größe des Krans können unterschiedliche Ausführungen verwendet werden. Dazu gehören unter anderem einreihige oder mehrreihige Kugel- und Rollenverbindungen.
Der grundsätzliche Zweck bleibt jedoch gleich: Der Drehkranz muss eine Drehbewegung ermöglichen und gleichzeitig die auftretenden Kräfte sicher übertragen.
Welche Kräfte muss der Drehkranz aufnehmen?
Während eines Kraneinsatzes wirken unterschiedliche Kräfte auf den Drehkranz. Diese verändern sich fortlaufend, beispielsweise wenn der Oberwagen gedreht, der Ausleger aufgerichtet, die Ausladung verändert oder eine Last gehoben wird.
Der Drehkranz muss vor allem drei Arten von Belastungen aufnehmen:
Axialkräfte wirken in Richtung der senkrechten Drehachse. Vereinfacht ausgedrückt handelt es sich dabei um Kräfte, die von oben auf den Drehkranz drücken oder in entgegengesetzter Richtung wirken.
Radialkräfte wirken seitlich zur Drehachse. Sie können beispielsweise durch Bewegungen des Krans, Beschleunigungs- und Bremsvorgänge oder äußere Einwirkungen entstehen.
Kippmomente entstehen, weil Ausleger und Last in einem Abstand zur Drehachse wirken. Je größer die Last und ihre Ausladung sind, desto größer kann das daraus entstehende Moment werden.
Der Drehkranz muss diese Belastungen nicht nur tragen, sondern auch in den Unterwagen oder die jeweilige Unterkonstruktion weiterleiten.
Der Drehkranz als Teil des Lastpfades
Die Kräfte einer angehobenen Last wirken nicht nur auf den Ausleger und die Hubseile. Sie werden durch mehrere Bauteile des Krans weitergegeben.
Vom Ausleger gelangen die Belastungen in den Oberwagen. Von dort werden sie über den Drehkranz in den Unterwagen übertragen. Bei einem abgestützten Mobilkran werden sie anschließend über den Fahrzeugrahmen, die Abstützungen und die Abstützplatten in den Untergrund eingeleitet.
Der Drehkranz ist damit ein wichtiger Bestandteil des Lastpfades eines Krans. Er verbindet den drehbaren Oberwagen mit der tragenden Unterkonstruktion und muss dabei sowohl Bewegungen als auch hohe Belastungen ermöglichen.
Wie wird der Oberwagen gedreht?
Der Drehkranz selbst erzeugt keine Drehbewegung. Er bildet lediglich die tragende und bewegliche Verbindung.
Für das Drehen des Oberwagens ist das Drehwerk zuständig. Dieses besteht je nach Kranbauart unter anderem aus einem Motor, einem Getriebe, einem Ritzel und einer Bremse.
Am Drehkranz befindet sich häufig eine Verzahnung. In diese greift das Ritzel des Drehwerks ein. Wird das Ritzel angetrieben, bewegt es den Oberwagen entlang der Verzahnung um die Drehachse.
Der Antrieb kann hydraulisch oder elektrisch erfolgen. Welche Technik eingesetzt wird, hängt von der Bauart des Krans ab.
Drehkranz und Drehwerk erfüllen somit unterschiedliche Aufgaben: Der Drehkranz trägt, lagert und führt den Oberwagen. Das Drehwerk erzeugt die Bewegung.
Ist der Zahnkranz dasselbe wie der Drehkranz?
Drehkranz und Zahnkranz sind nicht zwangsläufig dasselbe.
Als Zahnkranz wird die ringförmige Verzahnung bezeichnet, in die das Ritzel des Drehwerks eingreift. Diese Verzahnung kann Bestandteil des Drehkranzes sein. Sie kann sich an der Innen- oder Außenseite eines Lagerrings befinden.
Der Drehkranz bezeichnet dagegen die gesamte Lager- und Verbindungseinheit. Dazu gehören die Lagerringe, Laufbahnen, Wälzkörper und gegebenenfalls die integrierte Verzahnung.
Vereinfacht gesagt: Der Drehkranz ermöglicht und trägt die Drehbewegung. Der Zahnkranz überträgt die Antriebskraft des Drehwerks.
Was befindet sich in der Mitte des Drehkranzes?
Da der Drehkranz ringförmig aufgebaut ist, besitzt er in seiner Mitte eine Öffnung. Durch diesen Bereich können je nach Konstruktion Leitungen, Kabel oder andere Verbindungselemente zwischen Unterwagen und Oberwagen geführt werden.
Hydraulische Leitungen und elektrische Kabel dürfen sich beim Drehen des Oberwagens nicht unkontrolliert verdrehen. Deshalb können spezielle Drehdurchführungen oder Schleifringe eingesetzt werden. Sie ermöglichen die Übertragung von Hydrauliköl, elektrischer Energie oder Steuersignalen zwischen dem festen und dem drehbaren Teil des Krans.
Bei bestimmten Krankonstruktionen können auch mechanische Antriebselemente durch die Mitte der Drehverbindung geführt werden.
Kann sich der Oberwagen vollständig drehen?
Bei vielen Mobil- und Raupenkranen kann sich der Oberwagen um 360 Grad drehen. Ob darüber hinaus mehrere vollständige Umdrehungen in derselben Richtung möglich sind, hängt von der Konstruktion des Krans ab.
Der Drehkranz selbst kann grundsätzlich eine fortlaufende Drehbewegung ermöglichen. Einschränkungen können jedoch durch Leitungen, Kabel, mechanische Verbindungen, Anschläge oder die Steuerung entstehen.
Entscheidend ist deshalb nicht allein der Drehkranz, sondern das gesamte System aus Drehverbindung, Drehwerk, Leitungsführung und Steuerung.
Welche Bedeutung hat der Drehkranz für die Standsicherheit?
Der Drehkranz ist für die Übertragung der Kräfte von großer Bedeutung. Er stellt die Standsicherheit des Krans jedoch nicht allein her.
Die Standsicherheit entsteht durch das Zusammenwirken der gesamten Krankonstruktion. Dazu gehören unter anderem Eigengewicht, Ballast, Abstützbasis, Stützkräfte, Ausladung, Last, Untergrund und die gewählte Krankonfiguration.
Wenn der Oberwagen gedreht wird, ändert sich die Richtung, in der das Lastmoment auf den Kran wirkt. Dadurch können sich auch die Belastungen der einzelnen Abstützungen verändern.
Der Drehkranz muss diese wechselnden Belastungen aufnehmen und weiterleiten. Welche Last der Kran in der jeweiligen Stellung tatsächlich heben darf, ergibt sich jedoch aus der Traglasttabelle beziehungsweise dem Traglastdiagramm des Krans.
Wartung und Prüfung
Der Drehkranz ist ein hoch belastetes Bauteil und muss regelmäßig kontrolliert und gewartet werden. Art und Umfang der Arbeiten richten sich nach der Konstruktion und den Vorgaben des Herstellers.
Zu den möglichen Wartungs- und Kontrollarbeiten gehören unter anderem:
- die Schmierung der Laufbahnen,
- die Schmierung der Verzahnung,
- die Kontrolle der Befestigungsschrauben,
- die Prüfung auf ungewöhnliches Lagerspiel,
- die Kontrolle der Verzahnung auf Schäden oder Verschleiß,
- die Beobachtung ungewöhnlicher Geräusche oder Bewegungen.
Mangelnde Schmierung, beschädigte Laufbahnen, verschlissene Zähne oder gelockerte Schraubverbindungen können die Funktion und Lebensdauer des Drehkranzes beeinträchtigen.
Auffälligkeiten am Drehkranz müssen deshalb ernst genommen und fachgerecht beurteilt werden.
Abgrenzung der Begriffe
Der Drehkranz ist die ringförmige Lager- und Verbindungseinheit zwischen dem drehbaren und dem feststehenden Teil des Krans.
Der Oberwagen ist der drehbare obere Teil eines Mobil- oder Raupenkrans. Zu ihm gehören je nach Bauart unter anderem Ausleger, Hubwerk, Kranführerhaus und Ballast.
Der Zahnkranz ist die Verzahnung, über die die Antriebskraft des Drehwerks übertragen werden kann. Er kann Bestandteil des Drehkranzes sein.
Das Drehwerk ist der Antrieb, der den Oberwagen in Bewegung setzt. Dazu gehören je nach Konstruktion Motor, Getriebe, Ritzel und Bremse.
Die Begriffe bezeichnen somit unterschiedliche Bauteile und Funktionen.
Die Quintessenz
Der Drehkranz ist die große, ringförmige Verbindung zwischen dem drehbaren Oberwagen und der darunterliegenden Konstruktion eines Krans. Er ermöglicht die Drehbewegung und muss gleichzeitig hohe Kräfte und Kippmomente aufnehmen. Die eigentliche Bewegung wird durch das Drehwerk erzeugt, das meist über ein Ritzel in eine Verzahnung am Drehkranz eingreift. Der Drehkranz ist damit sowohl Lager als auch tragendes Verbindungselement und ein wichtiger Bestandteil des Lastpfades eines Krans.
Verknüpfte Begriffe: Oberwagen · Unterwagen · Drehwerk · Zahnkranz · Ausladung · Lastmoment · Ballast · Abstützung · Stützkraft · Traglastdiagramm