66 www.baumaschine.de/Krane – BauPortal 5/2015

Neue Europanorm für Krane –DIN EN 13001 In den letzten Jahren wurde auch in die-ser Zeitschrift mehrfach darüber berichtet,[1] und [2], dass die Einführung einerneuen Berechnungsvorschrift für Krane –in diesem Fall handelt es sich um dieneue Europanorm DIN EN 13001 und diedazugehörenden neuen Produktnormen,z.B. für Turmdrehkrane DIN EN 14439, –eine Vielzahl von Änderungen und Neue-rungen in der Konstruktion, Berechnungund Ausführung auch der in der Bau-industrie verwendeten Krane mit sichbringt. Dabei wurde erläutert, dass es nach derendgültigen Fertigstellung dieses Nor-menwerkes möglich sein wird, alle Bau-teile von Kranen in ganz Europa nachgleichen Vorschriften zu berechnen undauszuführen und damit eine wichtigeVoraussetzung für den europäischen Bin-nenmarkt zu schaffen. Eine Übersichtüber den aktuellen Stand der Bearbeitungvon Europanormen für Krane zeigt Abbil-dung 1.

Nachdem in den vergangenen Jahren dieTeile 1, 2 und 3.1 der DIN EN 13100 ver-öffentlicht und die entsprechenden deut-schen Normen zurückgezogen wurden,konnten inzwischen die ersten Krane nachdieser neuen Norm berechnet und aus-geführt werden. Deshalb liegen nun aucherste Erfahrungen und Anwendungser-gebnisse vor, von denen einige bei einerFachtagung über dieses Thema vorge-stellt und diskutiert wurden. Es war bereits die 6. Veranstaltung dieserArt in den letzten 10 Jahren, die durch dasHaus der Technik in Essen durchgeführtund von Dipl.-Ing. Jürgen Koop, Leiter desSachgebietes Hebetechnik und Instand-haltung der Berufsgenossenschaft Holzund Metall (BGHM) Düsseldorf, geleitetwurde. Aus dem ge nannten Zeitraum istzu erkennen, wie viel Zeit für die Ausarbei-tung eines so komplexen Normenwerkesbenötigt wird, wenn zu allen Details dieZustimmung von mehr als 30 beteiligtenLändern notwendig ist.

Durch das Inkrafttreten der EG-Maschi-nenrichtlinie vor mehr als 20 Jahren sollteder europäische Binnenmarkt auch fürMaschinen aller Branchen geöffnet wer-den. Dazu dienen einheitliche Normenund Sicherheitsvorschriften, aber auchBerechnungs- und Ausführungsnormen.Für Krane der verschiedenen Bauarten undfür Lastaufnahmeeinrichtungen ist dastechnische Komitee TC 147 zuständig, zudem 5 Arbeitsgruppen und 12 Produkt-arbeitsgruppen gehören, in denen durchVertreter aller beteiligten Länder die vorge-gebenen Entwicklungsstufen aller Normenbearbeitet und verabschiedet werden.Wie aus der Übersicht (Abb. 1) erkennbarist, wurden für die Teile 3-2 (Seiltriebe),3-3 (Laufrad-Schiene-Kontakt) und 3-5(geschmiedete Lasthaken) mehrfach ge-änderte Entwürfe fertiggestellt, derenjeweils letzte Fassung veröffentlicht istund bald verbindlich werden soll. Der Teil3-4 soll einmal alle Bauteile des Maschi-nenbaus, die bei Kranen Verwendung fin-

Abb. 1: Veröffentlichte europäische Normen für Krane – Übersicht (Quelle: BGHM, Kunze)

20 Europanorm+Kranfachtagung_BauPortal 07.07.15 12:09 Seite 2

67BauPortal 5/2015 – www.baumaschine.de/Krane

den, enthalten, damit diese ebenso wie dieStahltragwerke mit gleichen Lastannah-men und Nachweisen berechnet werdenkönnen. Der bisher dazu vorliegende Ent-wurf enthält nur die Berechnung vonKugeldrehverbindungen, muss also nochwesentlich ergänzt und erweitert werden.Auch für den noch vorgesehenen Teil 3-6,der die Hydraulikzylinder erfassen soll, istder erste Entwurf noch in Bearbeitung. Esbleibt zu hoffen, dass auch die beidenletztgenannten Teile nun endlich mit dernotwendigen Zielstrebigkeit bearbeitetwerden, damit alle Vorteile dieser Norm,also die Gesamtheit der Konstruktion mitgleichartiger Berechnung und dadurcheine größere Betriebssicherheit, wirksamwerden.Einleitend gab Dipl.-Ing. Jürgen Koop einenÜberblick über den aktuellen Bearbei-tungsstand der Europäischen Normen undRichtlinien, die für Krane relevant sind.Die für Krane wichtigsten EG-Richtlinienneben der Maschinenrichtlinie sind dieNiederspannungs-Richtlinie, die EMV-Richt linie, die Ex-Schutz-Richtlinie unddie Lärm-Richtlinie, für deren Umsetzungin nationales Recht noch entsprechendedeutsche Gesetze und Verordnungen be -stehen. Die Erläuterungen der aktuellenBearbeitungsstände der einzelnen Nor-men wurden ergänzt durch Dr.-Ing. OliverKempkes, der in den europäischen Norm-gremien für Krane mitarbeitet unddadurch aktuelle und kompetente Sach-kenntnisse besitzt. Er zeigte für alle Teileder DIN EN 13001 die jeweils letztenÄnderungen und aktuellen Bearbeitungs-stände und erläuterte, wie schon vor zweiJahren an gleicher Stelle, vergleichendeKraneinstufungen und -berechnungenfür einige Kerbfälle nach DIN 15018 undEN 13001. Trotz der unterschiedlichenGrundsätze, nach denen die alten undneuen Normen erstellt wurden (bisherDIN 15018 mit zulässigen Spannungenund Sicherheitsbeiwert, jetzt DIN EN13001 mit Grenzzuständen und unter-schiedlichen Teilsicherheitsbeiwerten),zeigte Dr.-Ing. Kempkes für angenommenevergleichbare Einstufungen prozentualeAbweichungen der zulässigen Spannun-gen beider Normen. Auch aus dieser Über-sicht lässt sich – ebenso wie aus ver-gleichenden Berechnungen für konkreteKrantragwerke – keine allgemeine Aus-sage und Tendenz ableiten. Die Unter-schiede hängen auch von den jeweiligenKerbfällen ab, deshalb sollte jeder Kon-strukteur und Statiker die Anforderungenfür die Anwendung der Kerbfälle genaubeachten und deren Einhaltung sicher-stellen. Abschließend informierte er auchüber einige Neuheiten in der internationa-len ISO-Normung für Krane.

Jürgen Koop berichtete über einige Ergeb-nisse einer von ihm durchgeführten Be -rechnung des Tragwerkes eines Zweiträ-ger-Brückenkranes 250 t x 30,85 m, fürden nach beiden Normen geprüft werdensollte, ob die Tragfähigkeit auf 300 t und inseltenen Fällen auf 350 t erhöht werdenkann. Für die dafür angenommene Be-lastungshistorie war es möglich, die erfor-derlichen Betriebsfestigkeitsnachweise zuführen, es kann aber daraus keine allge-meingültige Aussage zu den zu erwar-tenden Ergebnissen bei vergleichendenBerechnungen dieser Art gemacht werden. Über die Ergebnisse einer ähnlichen Be -rechnung berichteten Dipl.-Ing. HorstWehner und Dipl.-Ing. Hüseyin Eren, dieebenfalls das Tragwerk eines Zweiträger-brückenkranes 25 t x 23,5 m mit einerKatze für Greiferbetrieb nach DIN 15018und nach DIN EN 13001 berechnet haben.Dabei ergab sich nach der neuen Normeine geringere Inanspruchnahme derErmüdungsfestigkeitswerte. Da die unter-schiedlichen Einstufungen nicht geson-dert betrachtet und nur wenige Lastfälleund Nachweise berücksichtigt wurden, istauch aus dieser vergleichenden Berech-nung keine allgemeine Aussage möglich.Es wurde dabei auch nicht gezeigt, wie diegewesenen und die zukünftigen Belastun-gen des Kranes für die Ermittlung desSpannungsverlaufsparameters s nach DINEN 13001 für die Lebensdauerabschät-zung des Tragwerkes benutzt werdenkann.Die Nachweise für die Drahtseile in Seil-trieben von Kranen werden auf der Grund-lage der Teile 1 und 2 der DIN EN 13001im Teil 3-2 dieser Norm behandelt, so dassdie bisherige DIN 15020 ersatzlos zurück-gezogen werden konnte. Dipl.-Ing. Hans-Jürgen Kunze verglich bei der Berechnungvon drei unterschiedlichen Kranhubwer-ken (Tragfähigkeiten 10, 40 und 130 t), beidenen auch jeweils andere Einscherungenvorhanden waren, die Berechnungsergeb-

nisse nach den beiden genannten Normenund der ISO 4308-1 miteinander. DieErgebnisse zeigten z.T. erhebliche Abwei-chungen voneinander, wobei sich in eini-gen Fällen durch die DIN EN 13001.3-2kleinere Abmessungen ergaben, so dasssich die Frage nach der Erhaltung des bis-herigen Sicherheitsniveaus bei Drahtseilenvon Kranen ergibt. Auch Seilhersteller und-anwender haben dazu bereits Bedenkengeäußert und es bleibt zu hoffen, dassdiese Vorbehalte noch rechtzeitig bei derEndfassung dieses Normteiles berücksich-tigt werden können.Ähnliche Anmerkungen und Bedenkenbrachte auch Dipl.-Ing. Björn Asmus be -züglich der Auswahl und Nachweise fürgeschmiedete Lasthaken nach DIN EN13001.3-5 in seinem Vortrag zum Aus-druck. Da Lasthaken ebenso wie Seile anallen Kranen vorhanden sind, ist auch die-ser Teil der neuen Norm für alle Kranezutreffend und von Bedeutung. Auch erhat auf der Grundlage der letzten Ent-wurfsfassung dieses Normteiles Dimen-sionierungen und Berechnungen vonHaken durchgeführt und die Ergebnissemit den bisherigen Normen DIN 15020und 15400 verglichen. Dabei ergaben sichnach der neuen Norm teilweise größereLasthaken und Hakenflaschen, dahererscheint es möglich, dass bei vorhande-nen Kranen kein baugleicher Ersatz derLasthaken zulässig ist und dadurch auchdie Hakenflaschen, die Seilabstände undsogar Hubtrommeln geändert werdenmüssen. Deshalb empfahl der Referent dieBeibehaltung von Hakengrößen auch beiErneuerung von Hakenflaschen an vorhan-denen Kranen, was auch in der Norm alsÜbergangslösung vermerkt werden sollte. Auch in der DIN EN 13001 werden imTeil 2 ebenso wie in den bisherigen Be -rechnungsvorschriften die vertikalen undauch die horizontalen Massenkräfte ausBeschleunigung und Abbremsen durchquasistatische Lasten, also Dynamikbei-

Abb. 2: Liebherr-Krane beim Baudes Justizministeriums

in Den Haag (Foto: Liebherr)

20 Europanorm+Kranfachtagung_BauPortal 07.07.15 12:09 Seite 3

68 www.baumaschine.de/Krane – BauPortal 5/2015

werte, berücksichtigt. Deshalb ist die ein-fache, realistische und sichere Festlegungder Größe dieser Faktoren ein wichtigerBestandteil der Berechnungsnormen vonKranen. Über eigene Untersuchungen zudiesen Faktoren berichtete Dr.-Ing. MarkusGolder (Stahl Cranesystems Künzelsau).Durch geregelte Antriebe werden dieseMassenkräfte kleiner als nach der bisheri-gen Norm, was sich auch durch Einsparun-gen in der Gesamtkonstruktion eines Kra-nes auswirken kann. Diese Aussagen gel-ten allgemein für die horizontalen undvertikalen Massenkräfte und ermöglichendie genannten wirtschaftlichen Effekte.

Dipl.-Ing. Christoph Eiwan berichtete überdie umfangreichen Erfahrungen mit derneuen Krannorm bei der Berechnung undKonstruktion von Turmdrehkranen imLiebherr-Werk Biberach. Die damit verbun-denen technischen Änderungen an denvielen Krantypen von Liebherr erläuterteer in Verbindung mit der inzwischen eben-falls veröffentlichten Produktnorm fürTurmdrehkrane DIN EN 14439 [4], durchdie auch einige andere Verbesserungenan allen Kranen vorgegeben wurden. Dasbetrifft neben der Erhöhung von Sicher-heit und Komfort für Kranfahrer, Monteureund Baustellenpersonal besonders diegenauere Berücksichtigung der Windbe-lastung „außer Betrieb“. So wird zukünftignicht nur angegeben, für welche Wind-region in Europa der jeweilige Baukranausgelegt ist, sondern auch die vorgesehe-

nen Betriebsjahre, da die Statistik je nachbetrachtetem Zeitraum unterschiedlicheHöchstwerte der Windbelastung angibt(DIN EN 14439 legt ein Wiederholintervallvon 25 Jahren fest). Seine bisherigenErfahrungen und Erkenntnisse fasste derReferent bezogen auf die betrachtetenKrane von Liebherr in folgenden wichtigenPunkten zusammen:• Einigen Bauteilen der Stahlkonstruktion(z.B. Ausleger) mit Eigenlastreduzie-rungen stehen nach der neuen Norm Bauteile mit Gewichtsvergrößerungen(z.B. Mastteile) gegenüber.

• Bauteile, bei denen der Betriebsfestig-keitsnachweis für die Bemessung maßgebend ist, müssen meistens stärker dimensioniert werden.

• Die Berechnung nach Theorie 2. Ord-nung führt durch die größeren Wind-lasten zu größeren Fundament-belastungen, Eckdrücken und einerErhöhung des Zentralballastes.

• Sowohl impulsartige dynamischeLasten als auch mehrere Detail-nachweise erfordern für die Kran-berechnung eigene Regeln und aucheinige versuchstechnische Nachweise.

• Der Aufwand für die Berechnung undderen Komplexität sind wesentlich größer geworden.

Es ist zu hoffen, dass auch die bisher beiLiebherr gesammelten Erfahrungen Ein-gang in die Normen finden werden und zu

einer weiteren Verbesserung der Sicher-heit, aber auch zu positiven Wirtschaftlich-keitseffekten führen.Nach allen Vorträgen wurde durch dieTagungsteilnehmer lebhaft diskutiert,indem teilweise eigene Erfahrungen mit-geteilt wurden. Dabei war deutlich zuerkennen, dass die neue Norm überallangekommen ist und angewendet wird. Esist auch in Zukunft zu erwarten, dassregelmäßig begründete Änderungen indie Normen einfließen werden. Durch diebaldige Vervollkommnung aller Teile derDIN EN 13001 durch eine zügige Bearbei-tung und Fertigstellung der noch fehlen-den Blätter ist es möglich, dass diesesumfangreiche Vorhaben einer umfassen-den europäischen Krannorm für alle Kraneund deren Bestandteile in absehbarer ZeitWirklichkeit wird.

Literatur[1] Wehner, D.: DIN EN 13001 – NeueEuropanorm für Krane, BauPortal3/2013, S. 44

[2] Wehner, D.: Neue Europanorm fürKrane, BauPortal 2/2011, S. 31

[3] DIN EN 13001: Krane – Konstruktionallgemein, Beuth-Verlag Berlin

[4] DIN EN 14439: Krane – Turmdrehkrane,Beuth-Verlag Berlin

Dr.-Ing. Dieter WehnerKransachverständiger

23. Internationale Kranfachtagung 2015Herausforderungen im Zeichen von Industrie 4.0

Es ist inzwischen eine Tradition, dass jähr-lich im Frühjahr in Deutschland eineinternationale Kranfachtagung stattfin-det. Mehr als 220 Kranspezialisten ver-sammelten sich auch in diesem Jahr, umNeues aus Wissenschaft und Technik zuerfahren. Im jährlich wechselnden Turnuszwischen den Universitäten in Magde-burg, Dresden und Bochum war in diesemJahr das Institut für Technische Logistikund Arbeitssysteme der Technischen Uni-versität Dresden der Gastgeber und derhatte sich ein ganz besonders aktuellesThema für diese Tagung ausgewählt:„Krane – Herausforderungen im Zeichenvon Industrie 4.0“. Mit dem Zukunftsprojekt „Industrie 4.0“will die Bundesregierung die Informatisie-rung der Fertigungstechnik vorantreiben

und durch Wandlungsfähigkeit, Ressour-ceneffizienz und Ergonomie die intelli-gente Fabrik („Smart Factory“) verwirk-lichen. Fast alle der 17 zum Teil in zweigetrennten Sektionen gehaltenen Vor-träge ließen den direkten Bezug zu denZielen dieses Projektes erkennen, bei demauch die Einbeziehung von Kunden undGeschäftspartnern in die Wertschöpfungs-und Geschäftsprozesse vorgesehen ist.Auch die 20 Firmenstände in den Vor-räumen der Tagung zeigten neue innova-tive Lösungen für Detailprobleme undwaren in allen Pausen dicht umlagert.Der erste Tag begann mit einer geführtenWerksbesichtigung in der BGH EdelstahlFreital GmbH, bei der die neuen Auto-matikkrane für das Hochregallager unddie Kommissionierung besondere Beach-

tung fanden. Auch die schon älteren Kranedes Unternehmens sind inzwischen mitUmrichterantrieben, Funksteuerungen,Tragfähigkeitserhöhungen u.ä. moderni-siert worden, so dass sie den Anforde-rungen eines modernen Stahlwerkes ent-sprechen. Am folgenden Tag erläuterte Gerald Gensergänzend zu seiner Führung im Werk imersten Vortrag der Kranfachtagung dietechnischen Anforderungen an die neuenAutomatikkrane und deren Realisierung.Dabei dankte er dem gastgebenden Lehr-stuhl der TU Dresden unter Leitung vonProf. Dr.-Ing. Thorsten Schmidt für dieumfangreiche Unterstützung bei der Pro-jektierung und Ausschreibung der Krane.In einem gesonderten Vortrag stellteAndreas Lackner (Fritz Voith GmbH) die

20 Europanorm+Kranfachtagung_BauPortal 07.07.15 12:09 Seite 4