Ein Ladekran benötigt sowohl Drehkraft als auch eine starke Unterstützung, um eine Last um das Fahrzeug herum zu bewegen. Bei einigen kleinen und mittleren Knickarmkranen liefert ein Zahnstangenschwenkzylinder die Drehkraft. Gleichzeitig stützt ein Drehkränz den rotierenden Oberbau und überträgt die Hubkräfte auf das Fahrgestell.

Diese Teile arbeiten zusammen, aber ihre Aufgaben sind unterschiedlich. Das Verständnis dieses Unterschieds hilft bei der Auswahl von Komponenten, der Fehlerprüfung und der täglichen Pflege.

Wie funktioniert ein Zahnstangenschwenkzylinder?

Ein Zahnstangenschwenkzylinder wandelt hydraulischen Druck in Drehbewegung um.

Zuerst drückt Drucköl einen Kolben, der mit einer Zahnstange verbunden ist. Wenn sich die Zahnstange geradlinig bewegt, greifen ihre Zähne in ein Ritzel ein. Das Ritzel dreht dann über den Abtrieb die Drehsäule oder den Oberbau des Krans.

Die Umkehr des Ölflusses bewegt die Zahnstange in die entgegengesetzte Richtung. Dadurch kann der Kran nach links oder rechts schwenken.

Die Zahnstange hat einen festen Hub, sodass die Drehung begrenzt ist. Je nach Konstruktion kann der verfügbare Winkel etwa 270° bis 400° betragen. Selbst eine Einheit mit mehr als 360° Weg muss schließlich umkehren; sie kann sich nicht kontinuierlich drehen.

Was macht der Schwenkzylinder?

Der Schwenkzylinder liefert das Drehmoment, um den Ausleger, die Säule und die angeschlossene Ausrüstung um das Kranfahrgestell zu bewegen. Dadurch kann der Bediener eine Last neben den Lkw platzieren oder zwischen Arbeitsstellungen bewegen.

Zu seinen Hauptfunktionen gehören:

• Erzeugung des Schwenkmoments: Hydraulische Kraft wird in das erforderliche Drehmoment zum Drehen des Oberbaus umgewandelt.
• Steuerung der Bewegung: Das Wegeventil wählt die Links- oder Rechtsdrehung, während die Durchflussregelung die Geschwindigkeit einstellt.
• Unterstützung der Feineinstellung: Eine geeignete Ventilsteuerung und eine gut eingestellte Zahneingriff ermöglichen kleine, kontrollierte Bewegungen.
• Passend für kompakte Räume: Ein integrierter Stellantrieb kann den Platzbedarf für einen separaten Motor und ein Getriebe reduzieren.

Der Zahnradmechanismus ist jedoch nicht mechanisch selbsthemmend. Das Halten der Position hängt vom Hydraulikkreislauf, dem Zustand der Dichtungen und einer ggf. eingebauten Bremse oder Haltevorrichtung ab.

Eine geeignete Anordnung mit Doppel-Gegenstrombremsventilen kann helfen, die extern angetriebene Bewegung zu steuern und das Abdriften zu reduzieren. Auswahl und Einstellung der Ventile müssen der Konstruktion des Krans entsprechen.

Was macht der Drehkränz?

Der Drehkränz bildet das Drehgelenk zwischen dem Oberbau des Krans und seinem festen Fahrgestell.

Ein Kran-Drehkränz ist dafür ausgelegt, kombinierte Lasten zu tragen:

• Axialkraft: Kraft, die entlang der Rotationsachse wirkt.
• Radialkraft: Kraft, die quer zur Rotationsachse wirkt.
• Kippmoment: Der Kippeffekt, der durch die Last und die Ausladung des Auslegers erzeugt wird.

Er führt auch die Drehung und hilft, die Ausrichtung beizubehalten.

Bei einer Konstruktion mit separatem Drehkränz bilden der Lagerring und seine verschraubten Verbindungen den Hauptpfad für die Hubkräfte. Diese Kräfte werden dann durch das Kranfahrgestell, den Unterrahmen und das Fahrzeugträgersystem geleitet.

Der Zahnstangenantrieb liefert hauptsächlich das Schwenkmoment. Seine Zähne und Welle erfahren jedoch immer noch Zahnkräfte. Eine schlechte Ausrichtung oder übermäßige strukturelle Bewegung kann diese Kräfte erhöhen und den Antrieb beschädigen.

Einige Krane verwenden eine Säule und Buchsen anstelle eines separaten Drehkränzes. Bestätigen Sie daher immer die tatsächliche Abstützung anhand der Kranzeichnungen.

Warum wird diese Kombination bei einem Knickarmkran verwendet?

Ein Zahnstangenantrieb mit einer geeigneten Lageranordnung bietet eine kompakte Lösung für das Schwenken mit begrenztem Winkel.

Der kurze Antriebsweg kann eine direkte Reaktion bieten. Darüber hinaus kann ein gut konzipiertes System sanfte Starts, kontrollierte Umkehrungen und eine nützliche Positionierung bei niedriger Geschwindigkeit ermöglichen.

Diese Eigenschaften eignen sich für Aufgaben wie:

• Baumpflanzung und Landschaftsarbeiten.
• Wartung von Versorgungsanlagen.
• Hebearbeiten im kommunalen Bereich.
• Be- und Entladen in engen Arbeitsbereichen.

Das System kann auch weniger Antriebskomponenten haben als eine separate Anordnung mit Motor und Getriebe. Die Gesamtkosten und der Wartungsbedarf hängen jedoch von der Größe des Stellantriebs, der Steuerung und dem Arbeitszyklus ab.

Sanfte Bewegung und geringes Spiel sind Designmerkmale und keine automatischen Eigenschaften jeder Zahnstangeneinheit.

Zahnstangenantrieb vs. Hydraulikmotorantrieb

Kontinuierliche Drehung erfordert auch eine geeignete Schlauchführung oder Drehdurchführungen sowie elektrische Schleifringe, wo dies erforderlich ist. Ein Hydraulikmotor allein macht nicht den gesamten Kran für unbegrenzte Drehung geeignet.

Ebenso bestimmt die Tragfähigkeit des Krans allein nicht den besten Antrieb. Erforderliches Drehmoment, Ausladung, Arbeitsgeschwindigkeit, Platz und Arbeitszyklus spielen alle eine Rolle.

Häufige Fehler und ihre möglichen Ursachen

Schwenkdriften nach dem Anhalten

Mögliche Ursachen sind Undichtigkeiten an den Kolbendichtungen, Leckagen durch die Steuer- oder Halteventile und falsche Ventileinstellungen. Externes Drehmoment kann von Wind, Fahrzeugneigung oder Lastbewegungen herrühren.

Geräusch, Rucken oder enge Stellen

Überprüfen Sie auf schlechte Schmierung, beschädigte Lagerlaufbahnen, lose Montageschrauben und ungleichmäßigen Zahneingriff. Abgenutzte Zahnstangenführungen können auch dazu führen, dass sich die Zahnstange aus der Ausrichtung bewegt.

Schwache Drehung unter Last

Niedriger Versorgungsdruck, interne Leckagen, übermäßiger Rücklaufdruck oder ein eingeschränktes Ventil können das Ausgangsdrehmoment reduzieren. Erhöhte Lagerreibung kann den Kran außerdem schwer drehbar machen.

Starker Aufprall nahe der Fahrgrenze

Schneller Betrieb, fehlgeschlagene Dämpfung, falsche Dämpfungseinstellung oder beschädigte Anschläge können einen harten Aufprall verursachen. Je nach Kreislauf können blockierte Dämpfungskanäle auch abnormalen Druck erzeugen.

Abgebrochene oder beschädigte Zähne

Stoßbelastung, wiederholte Endanschlagaufprälle, schlechter Zahnkontakt oder lose strukturelle Verbindungen können die Zähne überlasten.

Externe Ölleckagen

Untersuchen Sie Enddeckeldichtungen, Wellendichtungen, Armaturen und Schläuche. Ein Zahnstangenantrieb hat nicht immer eine freiliegende Kolbenstange, sodass die Leckstellen je nach Konstruktion variieren.

Diese Symptome können mehrere Ursachen haben. Bestätigen Sie den Fehler vor dem Austausch von Teilen mit dem Inspektionsverfahren des Herstellers.

Tägliche Kontrollen und Wartung

Beginnen Sie mit den Lagerhalterungen und anderen tragenden Verbindungen. Untersuchen Sie Schrauben in den angegebenen Wartungsintervallen unter Verwendung der vom Hersteller angegebenen Methode und der Vorspannungsanforderungen. Wiederholtes Anziehen ohne festgelegtes Verfahren kann die Befestigungselemente beschädigen.

Schmieren Sie anschließend den Lagerring und die Zahnradflächen bei Bedarf. Verwenden Sie das angegebene Fett und vermeiden Sie das Eindringen von Schmutz.

Überprüfen Sie außerdem:

• Schläuche, Armaturen, Abdeckungen und Dichtungen auf Undichtigkeiten.
• Lagerspiel und Veränderungen des Zahnradspiels.
• Anschläge, Winkelsensoren und Dämpfungsvorrichtungen.
• Ungewöhnliche Geräusche oder ungleichmäßige Bewegung während einer genehmigten Funktionsprüfung.
• Positionshaltung unter den im Wartungshandbuch definierten Bedingungen.

Senken Sie die Last ab und sichern Sie sie, trennen Sie dann gespeicherte Hydraulikenergie vor Reparaturarbeiten. Jeder belastete Haltetest sollte dem Verfahren des Kranherstellers folgen.

Auswahl eines Schwenkzylinders für Ihren Kran

Die Auswahl beginnt mit dem erforderlichen Schwenkmoment und dem Fahrwinkel. Überprüfen Sie dann den Arbeitsdruck, den verfügbaren Durchfluss, den Montageraum, die Wellenverbindung, den Arbeitszyklus und die erwarteten externen Lasten.

Das Trägersystem erfordert außerdem separate Überprüfungen der Lagerkapazität, der Schraubenbelastung und der Montagesteifigkeit. Die Tonnage des Krans allein reicht nicht aus, um die Größe einer der beiden Komponenten zu bestimmen.

Shellppon Hydraulic bietet Hydraulikzylinderlösungen und Komponenten für Drehantriebe an. Für eine Projektbesprechung teilen Sie bitte Ihre Zeichnungen, das erforderliche Drehmoment, den Drehwinkel, den Druck und die Montagedetails über die Shellppon Kontaktseite mit.