Die Lastmomentbegrenzung ist eine Sicherheitsfunktion, die bei Mobilkranen ein Überschreiten des zulässigen Lastmomentes verhindert. Sie arbeitet durch Messung des Drehmoments, das auf den Ausleger oder andere Hebezeuge wirkt, wenn eine Last gehoben wird. Erreicht das Drehmoment einen vorbestimmten Grenzwert, wird die Lastmomentbegrenzung ausgelöst und verhindert weitere Hubvorgänge – in der Regel durch ein automatisches System, das den Betrieb der Hebevorrichtung stoppt und so die Hydraulik abschaltet.

Gesetzliche Anforderungen und Normen

Fahrbare Krane und ortsveränderliche Krane, bei denen die Last an einem Ausleger hängt, müssen laut DGUV Vorschrift 52 für ihre kraftbetriebenen Hub-, Auslegereinzieh- und Katzfahrwerke Einrichtungen haben, die ein Überschreiten des zulässigen Lastmomentes verhindern. Arbeitsbewegungen, die eine Verringerung des Lastmomentes bewirken, müssen nach Ansprechen des Lastmomentbegrenzers noch möglich sein – etwa das Einziehen des Auslegers oder das Absenken der Last.

Moderne Lastmomentbegrenzungen für Mobilkrane müssen zudem sicherheitstechnische Anforderungen erfüllen. Da es sich um sicherheitsrelevante Bauteile handelt, muss mit den Aufnehmern der Performance-Level e (PLe) gemäß DIN EN ISO 13849-1 erreichbar sein. Zertifizierte Softwarebibliotheken für die Lastmomentbegrenzung von Teleskopkranen sind hinsichtlich funktionaler Sicherheit realisiert und entsprechen den aktuellen EU-Normen, wobei alle Vorgaben für sicherheitsbezogene Embedded Software berücksichtigt werden und die Anforderungen der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG erfüllen.

Wie Mobilkrane abgestützt werden

Ein Mobilkran wird üblicherweise über vier hydraulische Abstützzylinder gesichert, die an Holmen montiert sind und ausgeschwenkt oder ausgefahren werden können. Zur weiteren Erhöhung der Standfestigkeit verfügen Mobilkrane am hinteren Ende des Kranaufbaus über Ballast, der an die Tragfähigkeit angepasst wird. Üblicherweise gibt der Kranführer den Rüstzustand von Hand ein. Kann beispielsweise eine der Stützen nicht ganz ausgefahren werden, da nicht ausreichend Platz vorhanden ist, reduziert sich die maximale Last – unabhängig davon, in welche Richtung der Hub erfolgen soll.

Messtechnik in Abstützungen für präzisere Lastmomentbegrenzung

Um eine flexiblere Handhabung der Lastmomentbegrenzung zu ermöglichen, ist eine exakte Kenntnis der Parameter des Rüstzustands, insbesondere in der Abstützung, notwendig. Liebherr hat eine Lösung entwickelt, die in den Stützen auftretenden Kräfte im Betrieb zu erfassen, um so die Lastmomentbegrenzung zu optimieren. Durch die Messung der Abstützkräfte ist die Berechnung der Schwerpunktslage der sich ständig verändernden Krangeometrien möglich.

Die technische Herausforderung besteht darin, dass ein Kraftaufnehmer in den Stützen ausschließlich die vertikalen Kräfte bestimmen soll. Bewegungen des Krans führen jedoch dazu, dass auch Querkräfte in die Stützen eingeleitet werden. Diese gilt es mit der eingesetzten Messtechnik zu eliminieren. Um den Abstütz-Kraft-Geber (AKG) zu realisieren, der die Kräfte in den Stützen von Mobilkranen erfasst, arbeitet Liebherr mit dem Sensor-Spezialisten tecsis zusammen.

Anforderungen an Kraftaufnehmer in Kranstützen

Für verschiedene Krantypen und Abstützzylinder mussten Kraftaufnehmer in den Messbereichen von 300 kN bis 4.000 kN entwickelt, geprüft und gefertigt werden. Die Aufnehmer müssen eine Messgenauigkeit von besser 1 % aufweisen und gleichzeitig einen Querkraftanteil von bis zu 10 % tolerieren. Neben der hohen Messgenauigkeit müssen die Kraftaufnehmer im Temperaturbereich von –40 °C bis +80 °C arbeiten und gleichzeitig eine hohe EMV-Festigkeit aufweisen.

Warum Lastmomentbegrenzung unverzichtbar ist

Die Lastmomentbegrenzung ist eine wichtige Sicherheitsfunktion, die dazu beiträgt, Unfälle und Schäden zu vermeiden und damit die Sicherheit bei Arbeiten mit Kranen gewährleistet. Sie stellt sicher, dass die Maschine innerhalb der sicheren Tragfähigkeit bleibt und keine Gefahr für die Bediener, das Arbeitspersonal und die Umgebung darstellt. Neben Mobilkranen wird die Lastmomentbegrenzung auch bei Hubarbeitsbühnen, Arbeitsbühnen, Staplern und anderen Hebezeugen eingesetzt, um eine Überlastung der Maschine zu verhindern.