Der Drehkranz ist das zentrale Schwenklager, das die Drehbewegung zwischen zwei Baugruppen ermöglicht – etwa zwischen Unterwagen und Oberwagen eines Baggers oder zwischen Trägerrahmen und Anbaugerät. In den Einsatzbereichen Betonabbruch und Spezialrückbau, Entkernung und Schneiden sowie Felsabbruch und Tunnelbau entscheidet ein präzise ausgelegter Drehkranz über Positioniergenauigkeit, Arbeitsgeschwindigkeit und Sicherheit. Das gilt insbesondere beim Umgang mit hydraulischen Anbaugeräten wie Betonzangen für präzisen Betonabbruch oder beim präzisen Setzen von Stein- und Betonspaltgeräten für kontrolliertes Spalten, wo kontrollierte Rotation und wiederholgenaue Anstellung des Werkzeugs gefordert sind.
Definition: Was versteht man unter Drehkranz
Unter einem Drehkranz versteht man eine Drehverbindung mit integrierten Laufbahnen, in der wälzende Elemente (Kugel- oder Rollenkörper) Axiallasten, Radiallasten und Kippmomente übertragen. Er besteht aus Innen- und Außenring, Dichtungen, Schmierstellen und häufig aus einer integrierten Verzahnung zur Kraftübertragung über ein Ritzel und einen Schwenkantrieb. In Baumaschinen und Abbruchgeräten verbindet der Drehkranz die rotierende Baugruppe mit der festen Struktur und sorgt für eine definierte, spielfeinarme Drehbewegung. Begriffe wie Schwenklager, Drehverbindung oder Drehlager werden je nach Anwendung ebenfalls verwendet.
Funktionsweise und Aufbau eines Drehkranzes
Ein Drehkranz leitet Kräfte über gehärtete Laufbahnen und Wälzkörper von einem Ring auf den anderen. Die typische Geometrie ist als Vierpunkt-Kontakt-Kugellager ausgeführt, alternativ als Kreuzrollenlager oder als mehrreihiges Rollensystem für hohe Kippmomente. Eine Innen- oder Außenverzahnung greift mit einem Ritzel, das über ein Planetengetriebe und einen hydraulischen oder elektrischen Antriebsmotor angetrieben wird. Dichtsysteme schützen die Laufbahnen vor Staub und Feuchtigkeit, Schmiernippel versorgen die Kontaktzonen mit Fett. Für Anbaugeräte wie Betonzangen werden oft kompakte Rotationsmodule mit schlanken Drehkränzen eingesetzt, die endlose 360°-Rotation ermöglichen und Schwenkmomente aus dem Schneidprozess sicher aufnehmen. Bei Trägergeräten im Abbruch – etwa beim Drehen des Oberwagens, um Spaltzylinder oder Stein- und Betonspaltgeräte exakt an Risslinien anzusetzen – übernimmt der Drehkranz die gesamte Führung der Drehbewegung, dämpft Lastspitzen über die Wälzkörper und verteilt Stoßlasten, die beim Brechen, Schneiden oder Spalten entstehen. Hydraulikaggregate für Schwenkantriebe und Rotation liefern in stationären oder mobilen Aufbauten die nötige Energie, wobei Druck, Volumenstrom und Rücklaufdrücke auf das Drehmoment und die zulässige Drehkranzbelastung abgestimmt sein sollten.
Bauarten und Auswahlkriterien
Die Bauart richtet sich nach Lastkollektiv, Bauraum und geforderter Lebensdauer. Vierpunkt-Kontakt-Kugellager sind kompakt und decken kombinierte Lasten in vielen Abbruch- und Rückbauanwendungen ab. Kreuzrollenlager bieten höhere Steifigkeit bei wechselnden Kippmomenten, was beim selektiven Rückbau mit häufigen Richtungswechseln vorteilhaft ist. Dreireihen-Rollen-Drehkränze sind für extreme Kippmomente ausgelegt und finden sich in schweren Trägersystemen, etwa bei massiven Scheren oder Tankschneidern.
Wesentliche Auswahlkriterien sind zulässige Axial- und Radiallast, maximales Kippmoment, statische Tragzahl, dynamische Lebensdauer, Verzahnungsart (innen oder außen), Zähnezahl und Modul, Reibmoment und zulässige Drehgeschwindigkeit. In Anwendungen mit Betonzangen ist eine ausreichende Zahnfußtragfähigkeit wichtig, da Stoßmomente aus dem Betonbrechen unmittelbar in die Verzahnung eingeleitet werden. Bei Stein- und Betonspaltgeräten spielen Wiederholgenauigkeit und geringe Verdrehspielwerte eine Rolle, um die Spaltrichtung kontrolliert zu halten.
Lastannahmen, Berechnung und Dimensionierung
Die Dimensionierung eines Drehkranzes beginnt mit einem realistischen Lastkollektiv. Dazu zählen Eigengewicht von Oberbau und Anbaugerät, Nutzlast, Axiallasten beim Heben und Halten, Radiallasten beim Schwenken und Kippmomente aus langen Auslegern. Stoß- und Schwelllasten, zum Beispiel wenn eine Betonzange eine Decke durchtrennt oder wenn im Felsabbruch ungleichmäßige Widerstände auftreten, müssen mit geeigneten Sicherheitsfaktoren berücksichtigt werden. Für die Lebensdauerabschätzung werden statische und dynamische Tragzahlen herangezogen; für Schraubenverbindungen sind Vorkonzeption und Kontrolle der Klemmlängen sowie geeignete Vorspannkräfte maßgeblich. In der Praxis wird die Verzahnung so ausgelegt, dass der Schwenkantrieb sein maximales Drehmoment übertragen kann, ohne dass Flankenpitting oder Zahnfußermüdung vorzeitig auftreten. Eine großzügige Auslegung reduziert das Drehspiel und verbessert die Positioniergenauigkeit beim Schneiden, Spalten und Greifen.
Montage, Ausrichtung und Schraubenverbindungen
Die Montageflächen des Drehkranzes sollten plan, parallel und ausreichend steif sein. Passende Oberflächenqualität und Ebenheit sind entscheidend, damit die Wälzkörper gleichmäßig belastet werden. Schraubenverbindungen werden kreuzweise in mehreren Stufen mit definiertem Drehmoment und gegebenenfalls mit Drehwinkel angezogen. Ein dokumentiertes Anziehverfahren, markierte Schrauben und der Einsatz geeigneter Schmier- und Sicherungselemente erhöhen die Betriebssicherheit. Nach der Erstmontage ist ein Nachziehen nach den ersten Betriebsstunden sinnvoll, da sich Setzerscheinungen einstellen können. Gerade im Spezialrückbau, wo häufig zwischen Betonzange, Kombischere, Stahlschere, Multi Cutter und Tankschneider gewechselt wird, ist eine saubere Schnittstelle mit klaren Anzugsvorgaben für die Drehkranzbefestigung wichtig.
Schmierung, Dichtung und Korrosionsschutz
Regelmäßiges Nachfetten über die vorgesehenen Schmierstellen verteilt das Schmierfett entlang der Laufbahnen und schützt vor Verschleiß. Der Schmierplan sollte an das Einsatzprofil angepasst sein: feiner Betonstaub, Feuchtigkeit und wechselnde Temperaturen beeinflussen die Standzeit des Schmierstoffs. Dichtungen müssen dicht bleiben, ohne übermäßige Reibung zu erzeugen. Ein korrosionsschützender Grundanstrich oder geeignete Beschichtungen der Ringe sowie der Schutz der Verzahnung durch Fettfilme sind in der Natursteingewinnung und im Tunnelbau wegen Feuchte und Spritzwasser besonders bedeutsam. Bei langen Standzeiten wird der Drehkranz idealerweise bewegt und nachgeschmiert, um Kontaktkorrosion zu vermeiden.
Inspektion, Wartung und Lebensdauer
Eine planmäßige Inspektion umfasst das Prüfen von Drehwiderstand und Leichtlauf, das Messen von axialem und radialem Spiel, die Sichtkontrolle der Dichtungen und das Überprüfen der Schraubenvorspannung. Bei Anbaugeräten mit Rotationsfunktion – etwa Betonzangen mit 360°-Drehmodul – sollte das Verdrehspiel regelmäßig bewertet werden, um die Schnittqualität zu sichern. Geräuschveränderungen, ungleichmäßige Schwenkbewegungen oder steigender Leistungsbedarf des Schwenkantriebs können Frühindikatoren für Verschleiß sein. Die Lebensdauer ist stark einsatzabhängig; stoßarme Führung, angepasste Schwenkgeschwindigkeiten und eine ruhige Arbeitsweise erhöhen sie deutlich.
Typische Schäden und Ursachen
Zu den gängigen Schadensbildern zählen Laufbahnabdrücke durch Überlast oder langes Verharren unter Last, Pitting und Abplatzungen an Laufbahnen, verschlissene oder gebrochene Dichtungen, Flankenschäden an der Verzahnung sowie gelöste Schrauben. Ursachen sind häufig unzureichende Schmierung, fehlerhafte Montageflächen, unpassende Vorspannung der Schrauben, Feuchtigkeitseintrag oder Einsatz außerhalb der vorgesehenen Lasten. Beim Einsatz von Stahlscheren oder Tankschneidern treten hohe wechselnde Momente auf; das erfordert besondere Aufmerksamkeit für Verzahnungszustand und Ritzelverschleiß. Im Betonabbruch können Schlagspitzen beim Abbeißen von Bauteilen zu lokalen Überlasten führen; eine dosierte Arbeitsweise und korrekt eingestellte Hydraulikdrücke wirken dem entgegen.
Einsatz im Betonabbruch und Spezialrückbau
Beim Rückbau von Bauwerken ermöglicht der Drehkranz das zügige Ausrichten des Oberwagens und das exakte Positionieren der Anbaugeräte. Betonzangen profitieren von einer präzisen 360°-Anstellung, um Bewehrungsführung und Drucklinien optimal zu treffen. Wer selektiv trennt, reduziert Zusatzlasten auf den Drehkranz, da Zangen sauber greifen und schneiden, statt zu reißen. Beim Setzen von Stein- und Betonspaltgeräten sorgt ein ruhiger Schwenkbetrieb dafür, dass die Spaltkeile geradlinig anliegen und der Spalt definierter verläuft. In der Entkernung und beim Schneiden gilt: Gleichmäßige Schwenkbewegungen mit moderatem Antriebsmoment schonen Verzahnung und Laufbahnen und erhöhen die Wiederholgenauigkeit.
Einsatz im Felsabbruch, Tunnelbau und in der Natursteingewinnung
Im Fels differieren Lasten und Widerstände stark; daraus resultieren wechselnde Kippmomente. Ein steifer Drehkranz mit guten Dichtungen ist hier vorteilhaft. Beim Tunnelvortrieb und in feuchter Umgebung schützen korrosionsfeste Oberflächen und dichte Dichtsysteme vor vorzeitigem Verschleiß. Auch bei stationären Spaltportalen oder rotierenden Masten, die mit Hydraulikaggregaten betrieben werden, hält der Drehkranz die Ausrichtung stabil, damit Spaltkräfte sicher in den Fels eingeleitet werden. In der Natursteingewinnung ist das ruhige Schwenken beim Anfahren von Trennfugen entscheidend, um Risse nicht unkontrolliert fortzupflanzen.
Schnittstellen zu Anbaugeräten und Hydraulik
Die Schnittstelle zwischen Drehkranz, Schwenkantrieb und Anbaugerät erfordert abgestimmte Flansche, Passsitze und definierte Toleranzen. Bei Betonzangen, Kombischeren, Multi Cutters oder Stahlscheren müssen Masse, Massenträgheitsmoment und Arbeitsmomente in die Auslegung einfließen. Ein Schwenkantrieb mit ausreichender Untersetzung liefert ein gut kontrollierbares Drehmoment, ohne die Verzahnung zu überlasten. Die Hydraulikversorgung – sei es aus dem Trägergerät oder über separate Hydraulikaggregate – sollte Volumenstrom und Druck so bereitstellen, dass die gewünschte Drehgeschwindigkeit und Haltekraft ohne starke Erwärmung oder Kavitation erreicht werden. Druckbegrenzungsventile und Rückschlagventile stützen den Oberbau gegen Rückdrehen ab, was vor allem bei asymmetrischen Lasten im Rückbau wichtig ist.
Geräusch, Vibration und Präzision
Ein gut gewarteter Drehkranz läuft leise und vibrationsarm. Geräuschspitzen deuten auf Schlagstellen oder Zahneingriffsprobleme hin. Für präzises Arbeiten – etwa wenn Bewehrung mit der Betonzange gezielt getrennt werden soll – ist ein gleichmäßiger Zahneingriff und minimales Umkehrspiel entscheidend. Ein feinfühliger Schwenkantrieb mit gut abgestimmter Hydraulikkennlinie verbessert das Ansprechverhalten beim Anfahren und Abbremsen und schützt die Lagerstellen vor Stoßbelastungen.
Sicherheit und betriebliches Vorgehen
Der sichere Betrieb eines Drehkranzes beruht auf nachvollziehbaren Arbeitsabläufen: Lasten ruhig aufnehmen, Schwenken mit moderater Beschleunigung, Schwingungen vermeiden. Vor Arbeiten in exponierten Bereichen empfiehlt sich eine Sichtprüfung auf Undichtigkeiten, gelöste Befestigungen oder ungewöhnliche Geräusche. Anpassungen an Hydraulikdrücken und Durchfluss sollten nur von qualifiziertem Personal vorgenommen werden. Gesetzliche Vorgaben und technische Regeln sind je nach Einsatzland zu beachten; Prüfintervalle und Dokumentation der Wartung erhöhen die Verfügbarkeit und mindern Ausfallrisiken.
Nachhaltigkeit und Instandsetzung
Ein langlebiger Drehkranz spart Ressourcen. Regelmäßiges Nachschmieren, rechtzeitiger Dichtungswechsel und das frühzeitige Erkennen von Verzahnungsverschleiß verlängern die Nutzungsdauer. Instandsetzungen – etwa der Austausch des Ritzels, das Nachsetzen der Schraubenvorspannung oder der Wechsel von Dichtungen – sind in vielen Fällen möglich und reduzieren Stillstandszeiten. Im Rahmen von Modernisierungen lässt sich der Drehkranz mit einer angepassten Übersetzung oder optimierten Schmierstoffen an neue Arbeitsprofile anpassen, beispielsweise wenn die Maschine verstärkt mit Betonzangen oder Stein- und Betonspaltgeräten arbeitet.
Begriffe im Kontext der Darda GmbH
Im Zusammenspiel mit Produkten der Darda GmbH – etwa Betonzangen, Steinspaltzylindern, Kombischeren, Stahlscheren, Multi Cutters oder Tankschneidern – übernimmt der Drehkranz die präzise Drehpositionierung und die sichere Einleitung der Drehmomente in den Träger. Für Anwendungen im Betonabbruch und Spezialrückbau, in der Entkernung und beim Schneiden sowie im Felsabbruch, Tunnelbau und in der Natursteingewinnung ist eine sorgfältige Auslegung, Montage und Wartung des Drehkranzes eine wesentliche Grundlage für produktives, sauberes und sicheres Arbeiten.