Technikartikel
Bolzen-Zahnkupplungen an Fahrwerken von Hafenkranen: nur die Bolzen oder die ganze Kupplung ersetzen?
An schienengebundenen Containerportalkranen und Containerbrücken (STS-Kranen) laufen die Fahrwerke die ganze Schicht über an, stoppen und reversieren, und ihre Bolzen-Zahnkupplungen verschleißen meist in ganzen Serien. Wenn die ersten Antriebe zu schlagen beginnen, müssen Sie Antrieb für Antrieb entscheiden, ob neue Nylonbolzen genügen oder die ganze Kupplung getauscht werden sollte, und dann für die gesamte Flotte einkaufen, ohne Teile einzulagern, die niemand braucht. Hier lesen Sie, wie Sie den Verschleiß beurteilen und dokumentieren und Austausch und Einkauf in Losen planen.
Was der Fahrwerksbetrieb mit Bolzen, Außenring und Halteringen macht
Eine Bolzen-Zahnkupplung überträgt das Drehmoment über Nylonbolzen, die in zueinander passenden Nuten der beiden Naben und des Außenrings (Hülse) sitzen; Halteringe an beiden Enden halten die Bolzen fest. Am Fahrwerk belasten jeder Anlauf, jeder Bremsstopp und jeder Richtungswechsel die Bolzen erst auf der einen und dann auf der anderen Flanke, sodass die Bolzen dünner werden und die Nuten allmählich ihre runde Form verlieren.
Ein Anlauf gegen Wind oder auf schwergängiger Schiene bringt ein hohes Losbrechmoment in den Antrieb, und das Bremsen fügt ein Spitzendrehmoment in Gegenrichtung hinzu. Schräglauf verschärft das: Bleibt eine Stütze zurück und die Steuerung korrigiert, tragen die Antriebe einer Seite kurzzeitig mehr als ihren Anteil, weshalb Kupplungen an ein und demselben Kran oft unterschiedlich schnell verschleißen.
Salzhaltige Luft lässt die Nuten von Naben und Außenring rosten und korrodiert die Schrauben der Halteringe, bis sie sich lösen und die Bolzen herauszuwandern beginnen. Nylon nimmt außerdem Feuchtigkeit auf und ändert dabei leicht seine Maße, ein weiterer Grund, Bolzen nach Messwerten statt nach Aussehen zu beurteilen.
Verschleiß messen und dokumentieren
Geben Sie jeder Kupplung eine Kennung, etwa Kranummer, Stütze und Antriebsposition. Messen Sie dann jedes Mal dieselben Größen, damit sich die Werte über die Flotte und über die Zeit vergleichen lassen:
- Verdrehspiel: Getriebeseite festhalten, Motorseite von Hand in beide Richtungen drehen und die Bewegung am Außenring mit Messuhr oder Anrissmarken messen.
- Bolzendurchmesser in der belasteten Zone im Vergleich zu einem unverschlissenen Teil desselben Bolzens, dazu Abflachungen, Risse, Anschmelzungen oder Quellung, an mehreren Bolzen je Kupplung.
- Nutverschleiß in Naben und Außenring: einen neuen Bolzen einsetzen, das Spiel mit der Fühlerlehre prüfen und auf Absätze oder ovale Nuten achten.
- Halteringe und Schrauben: lose, fehlende oder korrodierte Schrauben, verbogene Ringe, über die Stirnfläche stehende Bolzen.
- Korrosion an Naben, Außenring und Passfedernuten und ob jede Nabe noch fest auf ihrer Welle sitzt.
Fotografieren Sie jede Kupplung mit einem Maßstab im Bild und führen Sie je Kran eine Tabelle, mit einer bei der Montage vermessenen neuen Kupplung gleicher Größe als Bezug. Schlaggeräusche beim Anfahren oder Bremsen sind ein guter Grund, genauer hinzusehen, sollten aber zusammen mit diesen Messwerten und nicht für sich allein bewertet werden.
Nur die Bolzen oder die ganze Kupplung?
Neue Bolzen allein sind sinnvoll, wenn die Nuten noch rund und glatt sind, ein neuer Bolzen stramm darin sitzt, die Halteringe in Ordnung sind und beide Naben fest auf ihren Wellen sitzen. Dann bringt ein Bolzenwechsel die Kupplung mit geringen Kosten während eines kurzen Stillstands wieder in Form.
Ersetzen Sie die Kupplung, oder zumindest Naben und Außenring gemeinsam, wenn die Nuten abgesetzt oder oval sind und neue Bolzen locker sitzen, wenn der Außenring gerissen ist, wenn sich eine Nabe gelockert hat oder ihre Passfedernut beschädigt ist oder wenn Korrosion in die Nuten eingedrungen ist. Wiederholte Bolzenschäden kurz nach einem Bolzenwechsel weisen in dieselbe Richtung.
Das Mischen alter und neuer Teile verursacht die meisten Probleme. Neue Bolzen in verschlissenen Nuten liegen auf einer Linie statt einer Fläche an und verschleißen schnell, einige neue Bolzen zwischen alten tragen den Großteil der Last, ein neuer Außenring auf verschlissenen Naben verteilt die Last nicht gleichmäßig, und Bolzen aus verschiedenen Quellen können sich in Werkstoff und Steifigkeit unterscheiden; wechseln Sie Bolzen daher als vollständigen Satz aus einer Quelle.
Ersatzteilplanung für viele Radantriebe
Ein Kran hat mehrere Fahrantriebe und ein Terminal mehrere Krane, also teilen Sie die vermessenen Kupplungen in Zustandsklassen ein und planen um die Wartungsfenster herum. Eine praktikable Einteilung:
| Klasse | Zustand | Maßnahme |
|---|---|---|
| A | Nuten rund, Bolzen innerhalb Ihres Grenzwerts | Beim nächsten geplanten Stillstand erneut messen |
| B | Bolzen verschlissen, Nuten noch gut | Kompletter Bolzensatz beim nächsten Stillstand, Kupplung unter Beobachtung |
| C | Nuten abgesetzt oder oval, Risse oder lose Nabe | Komplette Kupplung beim nächsten Stillstand |
Wechseln Sie die Kupplungen stützen- oder eckweise, damit zusammenarbeitende Antriebe im gleichen Zustand sind, denn ein Antrieb mit mehr Spiel greift beim Anfahren später und überlässt das erste Drehmoment den anderen. Staffeln Sie die Krane so, dass jeweils nur einer außer Betrieb ist, und halten Sie komplette Bolzensätze für die Flotte sowie einige auf Ihre Wellen gebohrte Komplettkupplungen für Antriebe der Klasse C bereit.
Typisches Szenario: Ein Terminal vermisst alle Fahrwerkskupplungen seiner schienengebundenen Containerportalkrane und findet die meisten in Klasse A oder B, einige wenige in Klasse C. Die Kupplungen der Klasse C werden zuerst für die nächsten geplanten Stillstände bestellt, die Bolzensätze für Klasse B folgen in einem zweiten Los, und die Antriebe der Klasse A werden bei der nächsten Inspektion einfach erneut gemessen.
Was Sie mit der Anfrage senden sollten
Kupplungen an Kranen aus unterschiedlichen Lieferchargen haben nicht immer dieselbe Größe oder Bohrung, also geben Sie uns die Daten Antrieb für Antrieb. Eine vollständige Anfrage enthält:
- Fotos von Naben, Außenring, Bolzen und Halteringen einschließlich aller Kennzeichnungen.
- Messwerte: Außendurchmesser und Breite des Außenrings, Anzahl, Durchmesser und Länge der Bolzen, Bohrungen und Passfedernuten auf Motor- und Getriebeseite, Nabenlängen und Wellenendabstand.
- Typenschilder von Motor und Getriebe mit Leistung, Drehzahl und Übersetzung.
- Stückzahlen je Zustandsklasse, Anzahl der Krane sowie die benötigten Lieferlose und Termine.
Verlorene Zeichnungen sind kein Problem: Fotos und gemessene Maße genügen uns, um Ersatzkupplungen zu fertigen. Teilen Sie uns für salzhaltige Luft die gewünschte Oberflächenbehandlung mit; sie kann mit der Bestellung vereinbart werden.
FAQ
Kann ich Bolzen eines anderen Lieferanten in meinen vorhandenen Kupplungen verwenden?
Nur wenn Durchmesser, Länge und Werkstoff übereinstimmen und die Bolzen stramm in den Nuten sitzen. Auch dann sollten Sie den ganzen Satz auf einmal tauschen, statt neue mit alten Bolzen zu mischen.
Wie lege ich eine Austauschgrenze fest, wenn das Handbuch keine nennt?
Nehmen Sie die Messwerte einer neuen Kupplung gleicher Größe als Bezug und beobachten Sie den Verlauf jedes Antriebs zwischen den Inspektionen. Legen Sie einen Flottengrenzwert danach fest, wie schnell das Spiel wächst, und bleiben Sie bei stark bremsenden Antrieben auf der vorsichtigen Seite.
Auf welches Drehmoment sollte der Ersatz ausgelegt werden?
Gehen Sie vom Nenndrehmoment des Motors und einem Betriebsfaktor für häufige Anläufe, Reversieren und Bremsen aus und prüfen Sie dann das Spitzendrehmoment beim Bremsen und das Losbrechmoment beim Anfahren gegen Wind. Ist die Originalkupplung normal verschlissen, ist dieselbe LZ-Größe meist richtig; ist sie früh ausgefallen, prüfen Sie die Größe neu, statt sie zu kopieren.
Vermessen und klassifizieren Sie die Fahrwerkskupplungen bei Ihrer nächsten Inspektionsrunde und senden Sie uns die Tabelle mit Fotos und Typenschildern. Wir fertigen die Bolzen-Zahnkupplung der Reihe LZ von LZ1 bis LZ23 mit Bohrungen von 12 mm bis 850 mm aus C45 oder 42CrMo4, mit passenden Bolzensätzen; Standardgrößen sind frühestens nach 10 Tagen lieferbar, Nachbauten nach einem Altteil dauern mindestens 20 Tage, Sondernaben werden nach Zeichnungsprüfung bestätigt, und ein Werkstoffzeugnis sowie ein Maßprüfbericht können bereitgestellt werden. Senden Sie uns Ihre Zeichnung oder die Messdaten, und wir bestätigen Größe und Losmengen für jeden Antrieb.
Benötigen Sie eine technische Auswahl- oder Ersatzprüfung?
Senden Sie Leistung, Drehzahl, Wellendurchmesser, Passfedernut, Einbaumaße, Zeichnungen oder Altteilfotos. Wir prüfen zuerst den Einsatzfall und bestätigen danach Ausführung und Angebot.