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Klauenkupplung mit Bremstrommel an Stahlwerkskranen: Zahnkranz schmilzt auf der Trommelseite – Bremsschleifen, Schlag oder Betrieb?
Wenn der Zahnkranz einer Klauenkupplung mit Bremstrommel immer auf der Seite neben der Trommel schmilzt und die Trommel selbst blau anläuft, ist die Kupplung das Opfer, nicht die Ursache. An Gießkranen und Lagerplatzkranen im Stahlwerk tippen, bremsen und reversieren die Fahrwerke den ganzen Tag, und eine schleifende Bremse oder eine Trommel mit Schlag leitet die Wärme direkt in die Nabe, die den Zahnkranz trägt. Hier lesen Sie, wie Sie die Überhitzung an der Bremstrommel in sinnvoller Reihenfolge eingrenzen, bevor Sie den nächsten Zahnkranz einbauen.
Woher die Wärme an einer Klauenkupplung mit Bremstrommel kommt
Bei der Bauart LML unserer Klauenkupplung gehört die Bremstrommel zu einer Nabe, sodass Trommelmantel, Scheibe und die Klauen, die den Zahnkranz halten, einen gemeinsamen Wärmepfad bilden. Jeder Stopp verwandelt die Fahrbewegung am Trommelmantel in Wärme, und diese fließt durch die Nabe in die Zahnkranznocken auf dieser Seite, deshalb ist der Schaden einseitig. Prüfen Sie auch, ob die Trommel auf der Nabe sitzt, die die Originalzeichnung vorsieht, denn eine verkehrt herum eingebaute Kupplung verändert, wo Bremsmoment und Wärme hingehen.
Der Zahnkranz ist für eine Betriebstemperatur von −30 °C bis +80 °C ausgelegt, während eine blau angelaufene Bremstrommel weit heißer gelaufen ist. Ein Zahnkranz, der neben der Trommel schmilzt, meldet also ein Wärmeproblem im Bremssystem, und eine andere Zahnkranzhärte behebt es nicht.
Schleifende Bremse: das Erste, was auszuschließen ist
Eine Backenbremse, die nie ganz lüftet, reibt während der Fahrt an der Trommel, und im Tippbetrieb kann das sie innerhalb einer Schicht überhitzen. Typische Ursachen sind ein zu kleines oder ungleichmäßiges Lüftspiel, ein elektrohydraulisches Bremslüftgerät, das wegen Ölmangel oder schwachem Motor langsam oder nicht voll hebt, ein Lüftmagnet mit Unterspannung, festgerostete Gelenkbolzen im Gestänge oder eine zu stark gespannte Feder.
Lesen Sie die Hinweise gemeinsam: ein blanker Streifen rund um die Trommel, ein Bremsbelag stärker verschlissen als der andere, eine Trommel, die nach einer Fahrt mit wenigen Stopps heiß ist, und ein Motorstrom bei gleichmäßiger Fahrt, der höher liegt als am benachbarten Antrieb. Keiner dieser Punkte beweist für sich ein Schleifen, aber zwei oder drei zusammen deuten meist darauf hin.
Prüfen Sie auch das Zeitverhalten der Bremse. Öffnet die Bremse erst spät nach dem Motoranlauf, läuft der Motor gegen sie an und erhöht das Losbrechmoment; fällt die Bremse ein, solange der Antrieb noch läuft, oder funktioniert die elektrische Bremsung nicht, sodass die mechanische Bremse das gesamte Anhalten übernimmt, nimmt die Trommel Energie auf, für die sie nie ausgelegt wurde.
Schlag, Trommelsitz und Ausrichtung
Eine Trommel mit Schlag berührt die Backen auch bei richtigem Lüftspiel einmal pro Umdrehung, erwärmt den Trommelmantel ungleichmäßig und verschleißt die Beläge stellenweise. Setzen Sie eine Messuhr an Mantel und Stirnfläche der Trommel, drehen Sie die Welle langsam von Hand und vergleichen Sie Rund- und Planlauf mit den Grenzwerten aus der Brems- oder Kranzeichnung.
Schlag entsteht meist durch eine Trommelnabe, die auf der Welle lose ist, einen beschädigten Bohrungssitz oder eine beschädigte Passfeder, eine durch wiederholte Überhitzung verzogene Trommel oder einen eingelaufenen, rilligen Trommelmantel. Prüfen Sie Bohrung und Passfedernut auf Reibkorrosion, und ist die Trommel ein separates, an die Nabe angeschraubtes Teil, kontrollieren Sie auch deren Schrauben und Zentrierung.
Prüfen Sie dann die Ausrichtung von Motor zu Getriebe an der Kupplung. Versatz lässt den Zahnkranz bei jeder Umdrehung walken und sich selbst erwärmen, und diese Wärme addiert sich auf denselben Nocken zur Bremswärme, sodass eine Kupplung, die eines von beidem allein überstehen würde, an beidem zusammen ausfallen kann.
Betrieb, Trommeldurchmesser und Kühlung
Sind Bremse und Ausrichtung in Ordnung, sehen Sie sich an, was sich im Betrieb geändert hat: mehr Tippen, mehr Stopps pro Stunde, schwerere Lasten, höhere Fahrgeschwindigkeit oder eine andere Fahrweise. Ein für den ursprünglichen Einsatz gewählter Trommeldurchmesser führt die Wärme des neuen Einsatzes womöglich nicht ab, und die Kupplungsgröße sollte erneut gegen das Nenndrehmoment und das Spitzendrehmoment beim Bremsen geprüft werden.
In Gießhallen kommt Wärme von der Pfanne und dem flüssigen Stahl darunter hinzu, und eine geschlossene Haube um Bremse und Kupplung staut sie. Halten Sie Hauben belüftet, entfernen Sie Staub und Zunder, die die Trommel isolieren, und prüfen Sie, bevor Sie wieder dieselbe Größe einbauen, ob der Trommeldurchmesser, der in unserer LML-Reihe von D0 160 mm bis 710 mm reicht, noch zum Einsatz passt.
Typisches Szenario: Am Katzfahrwerk eines Gießkrans schmilzt der Zahnkranz an einem Antrieb immer wieder an der Bremstrommel, während der andere Antrieb unauffällig ist. Findet die Inspektion ein träges Bremslüftgerät und einen blanken Streifen rund um die Trommel, kommen Reparatur des Lüftgeräts und Neueinstellung des Lüftspiels vor jedem Kupplungswechsel, und der Vergleich der Trommeltemperaturen beider Antriebe nach einer Schicht zeigt dann, ob die Maßnahme gewirkt hat.
Reihenfolge der Reparatur: erst die Bremse, dann die Kupplung
Bauen Sie den neuen Zahnkranz zuletzt ein, wenn Bremse, Trommel und Ausrichtung in Ordnung sind, sonst geht er den gleichen Weg wie der alte. Der Zustand der Trommel entscheidet, ob die Kupplung selbst getauscht werden muss:
| Befund | Maßnahme |
|---|---|
| Trommel rundlaufend, Mantel glatt, keine Risse, nur Zahnkranz geschmolzen | Bremse und Ausrichtung instand setzen, neuen Zahnkranz einbauen |
| Mantel rillig oder verschlissen, Schlag kommt von der Trommel selbst | Innerhalb der Grenze nacharbeiten oder Trommelnabe ersetzen |
| Wärmerisse am Mantel, wiederholtes Blauanlaufen, beschädigter Bohrungssitz oder verschlissene Klauen | Komplette LML-Kupplung ersetzen |
| Wärme aus dem Betrieb übersteigt das, was die Trommel abführen kann, oder der Kran wird auf Scheibenbremsen umgestellt | Bauart LMPK mit Bremsscheibe, 355–1000 mm, in Betracht ziehen |
Der Wechsel auf die Bauart LMPK mit Bremsscheibe ist ebenso ein Bremsenumbau wie ein Kupplungstausch, denn Bremse, Konsole und womöglich die Steuerung ändern sich mit. Er ist sinnvoll, wenn der Einsatz dauerhaft gewachsen ist; bei einer einzelnen schleifenden Bremse ist er die falsche Lösung.
FAQ
Löst ein hitzebeständiger Zahnkranz das Problem?
Nicht allein. Unsere Zahnkränze sind für eine Betriebstemperatur von −30 °C bis +80 °C ausgelegt, und eine Trommel, die heiß genug wird, um einen Zahnkranz zu schmelzen, weist auf ein Brems- oder Einsatzproblem hin, das ein anderer Zahnkranz nicht beseitigt.
Wie prüfe ich ohne Spezialwerkzeug, ob die Bremse schleift?
Vergleichen Sie nach einer Fahrt mit wenigen Stopps die Trommeltemperatur mit einem Handthermometer mit dem anderen Antrieb und prüfen Sie, ob sich die Trommel bei gelüfteter Bremse frei von Hand drehen lässt. Bewerten Sie das zusammen mit Belagverschleiß und Lüftspiel, nicht als Beweis für sich allein.
Gehört die Bremstrommel auf die Motor- oder die Getriebeseite?
Halten Sie sich an die Originalzeichnung des Krans. An Hubwerken sitzt die Trommel normalerweise auf der Getriebeseite, damit die Bremse die Last auch bei ausgefallenem Zahnkranz hält; an Fahrwerken gibt es beide Anordnungen, und eine verkehrt eingebaute Kupplung verändert, wo Bremsmoment und Wärme hingehen.
Sammeln Sie vor der Bestellung Fotos des geschmolzenen Zahnkranzes, des Trommelmantels und beider Bremsbeläge, Ihre Messwerte für Lüftspiel und Schlag sowie die Typenschilder von Motor, Bremse und Getriebe. Wir fertigen die Bauart LML unserer Klauenkupplung mit Bremstrommel von LML105-160 bis LML400-710 nach GB/T 5272-2017, mit Bohrungen der Form Y, J oder Z (Kegel 1:10) nach GB/T 3852 und Passfedernuten nach Ihrer Zeichnung, sowie Ersatz-Trommelnaben nach Ihrer Zeichnung oder dem Altteil, mit Induktionshärten des Trommelmantels, wo die Zeichnung es vorsieht. Standardgrößen sind frühestens nach 10 Tagen lieferbar, Nachbauten nach einem Altteil dauern mindestens 20 Tage, Sonderteile werden nach Zeichnungsprüfung bestätigt. Senden Sie uns Ihre Zeichnung oder die Messdaten, und wir prüfen Kupplungs- und Trommelgröße anhand Ihres Einsatzes.
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.