Was ist ein Drehkranz am Bagger?
Der Drehkranz, oft auch Drehkranzlager, Drehverbindung oder Kugeldrehverbindung genannt, ist das Lager zwischen Oberwagen und Unterwagen. Anders als ein gewöhnliches Wälzlager sitzt er nicht auf einer Welle. Er wird über zwei Schraubenkreise direkt an den Rahmen von Ober- und Unterwagen geschraubt. Dadurch bleibt die Mitte frei, und dort findet die Drehdurchführung Platz, die Hydrauliköl zu den Fahrmotoren im Unterwagen leitet.
Ein Drehkranz muss drei Lastarten gleichzeitig aufnehmen: Axialkräfte aus dem Gewicht des Oberwagens und der Last, Radialkräfte aus seitlichen Stößen und Beschleunigungen beim Schwenken sowie Kippmomente, die entstehen, wenn Ausleger und Löffel weit ausgefahren sind. Genau diese Kombination unterscheidet ihn von den meisten anderen Lagern einer Baumaschine. Sie ist auch der Grund, warum der Oberwagen bei ausgefahrenem Ausleger nicht vom Unterwagen abhebt.
Aufbau eines Drehkranzlagers: Ringe, Wälzkörper, Verzahnung
Auch wenn Drehkränze je nach Maschinengröße sehr unterschiedlich aussehen, bestehen sie aus denselben Grundelementen:
- Innenring: Er trägt bei Baggern meist die Verzahnung und ist mit dem Unterwagen verschraubt.
- Außenring: Er ist mit dem Oberwagen verschraubt und dreht sich mit ihm.
- Wälzkörper: Kugeln oder Rollen laufen zwischen den Ringen in eingearbeiteten Laufbahnen und übertragen alle Kräfte.
- Distanzstücke oder Käfig: Sie halten die Wälzkörper auf Abstand und verhindern, dass sie gegeneinander reiben.
- Verzahnung: Sie ist in einen der beiden Ringe eingeschnitten, innen oder außen. In sie greift das Ritzel des Schwenkantriebs.
- Dichtungen: Dichtlippen zwischen den Ringen halten das Fett im Lager und Schmutz sowie Wasser draußen.
- Schmieranschlüsse und Befüllstopfen: Über Schmiernippel wird die Laufbahn mit Fett versorgt. Bei Kugeldrehverbindungen werden die Kugeln häufig über eine Einfüllöffnung eingesetzt, die anschließend mit einem Stopfen verschlossen wird.
Die Ringe bestehen in der Regel aus vergütetem Stahl, die Laufbahnen sind gehärtet. Verschleiß an den Laufbahnen lässt sich in der Praxis nicht nacharbeiten. Ist die Laufbahn beschädigt, wird der Drehkranz als komplettes Bauteil getauscht.
Bauarten: einreihig, zweireihig, Kugel oder Rolle
Drehverbindungen werden nach Art und Anzahl der Wälzkörperreihen unterschieden. Die folgende Übersicht zeigt die gängigen Bauarten und wo sie typischerweise vorkommen:
| Bauart | Wälzkörper und Kontakt | Eigenschaften | Typischer Einsatz |
|---|---|---|---|
| Einreihige Kugeldrehverbindung (Vierpunktlager) | Eine Reihe Kugeln, Kontakt an vier Punkten der Laufbahn | Kompakt, nimmt alle drei Lastarten auf, geringe Bauhöhe | Minibagger, Kompaktbagger, viele mittlere Bagger |
| Zweireihige Kugeldrehverbindung | Zwei Kugelreihen, teils mit unterschiedlichem Durchmesser | Höhere Tragfähigkeit bei großen Axiallasten | Krane, Maschinen mit hohem Eigengewicht |
| Kreuzrollen-Drehverbindung | Eine Reihe Zylinderrollen, abwechselnd um 90 Grad gekreuzt | Linienkontakt, hohe Steifigkeit bei geringer Bauhöhe | Mittlere bis große Bagger, Umschlagmaschinen |
| Dreireihige Rollendrehverbindung | Drei Rollenreihen, getrennt für Axial-, Radial- und Gegenlast | Sehr hohe Tragfähigkeit, groß und schwer | Großbagger, Hafenkrane, Großgeräte |
Welche Bauart in einer Maschine verbaut ist, legt der Hersteller bei der Konstruktion fest. Beim Austausch muss der neue Drehkranz in Bauart, Durchmesser, Bauhöhe, Lochbild und Verzahnung zum alten passen. Eine andere Bauart einzusetzen, nur weil die Anschlussmaße übereinstimmen, ist keine sinnvolle Lösung.
Innenverzahnung oder Außenverzahnung am Bagger
Bei den meisten Hydraulikbaggern ist der Drehkranz innen verzahnt. Der Innenring mit der Verzahnung ist fest mit dem Unterwagen verschraubt, der Außenring trägt den Oberwagen. Das Ritzel des Schwenkantriebs ragt von oben in den Ring und greift von innen in die Zähne. Das hat mehrere Vorteile:
- Die Verzahnung liegt geschützt unter dem Oberwagen und ist weniger Steinschlag und Schmutz ausgesetzt.
- Die Verzahnung kann in einem abgedeckten Fettraum laufen, der sie dauerhaft schmiert.
- Die Bauweise ist kompakt, weil der Schwenkantrieb innerhalb des Lagerdurchmessers sitzt.
Bei der Außenverzahnung sind die Zähne in den Außenring geschnitten, das Ritzel greift von außen. Diese Ausführung findet man an manchen Kranen, Drehgeräten und einzelnen Baggermodellen. Die Verzahnung ist leichter zu kontrollieren, liegt aber offener und wird in der Regel offen gefettet.
Für die Ersatzteilbestimmung gehören Verzahnungsart, Zähnezahl und Modul zu den wichtigsten Kenndaten. Sie müssen zum Ritzel des Schwenkantriebs passen, sonst verschleißen beide Bauteile in kurzer Zeit.
Wo sitzt der Drehkranz und wie arbeitet er mit dem Schwenkwerk?
Der Drehkranz sitzt zwischen dem Oberwagen und der runden Auflage auf dem Mittelteil des Unterwagens. Von außen sieht man ihn, wenn man seitlich unter den Oberwagen blickt: Dort liegen der äußere Ring und die Köpfe der Befestigungsschrauben. Die Verzahnung ist bei Innenverzahnung nur über Inspektionsöffnungen oder nach dem Abnehmen der Abdeckung zugänglich.
Das Schwenkwerk, auch Drehwerk genannt, liefert die Kraft für die Drehbewegung. Es besteht meist aus einem Hydraulikmotor, häufig einem Axialkolbenmotor, einem nachgeschalteten Planetengetriebe und dem Ritzel. Die Hydraulikpumpe fördert Öl über das Steuerventil zum Motor, sobald der Fahrer den Joystick betätigt. Das Getriebe setzt die hohe Motordrehzahl in eine niedrige Drehzahl mit hohem Drehmoment um.
Weil das Schwenkwerk am Oberwagen befestigt ist und der Zahnkranz am Unterwagen stillsteht, wälzt sich das Ritzel am Zahnkranz ab und nimmt den Oberwagen mit. Zum Halten dient in der Regel eine federbelastete Lamellenbremse, die hydraulisch gelöst wird. Ventile im Motor dämpfen Druckspitzen beim Anfahren und Abbremsen.
Drehkranz und Schwenkwerk sind also zwei getrennte Bauteile: Der Drehkranz trägt und führt, das Schwenkwerk treibt an. Passende Antriebe finden Sie in der Kategorie Drehantriebe, Drehgetriebe, Drehmotoren.
Typische Belastungen und Verschleißpunkte am Drehkranz
Im Betrieb wirken ständig wechselnde Kräfte auf den Drehkranz. Besonders belastend sind Stöße beim Graben in hartem Boden, Hammerarbeit, abruptes Abbremsen der Schwenkbewegung und das Anheben schwerer Lasten mit weit ausgefahrenem Ausleger. Typische Verschleißpunkte sind:
- Laufbahnen: Grübchenbildung (Pittings) durch Materialermüdung und Eindrückungen durch harte Stöße.
- Wälzkörper: Abflachungen, Ausbrüche oder Korrosion, oft als Folge von Schmiermangel oder eingedrungenem Wasser.
- Dichtungen: Rissige oder herausgedrückte Dichtlippen lassen Schmutz ein, der die Laufbahn schädigt.
- Verzahnung: Verschleiß an den Zahnflanken, häufig konzentriert auf den Bereich, in dem die Maschine überwiegend arbeitet.
- Befestigungsschrauben: Gelockerte oder gebrochene Schrauben führen zu ungleichmäßiger Lastverteilung.
- Auflageflächen: Unebene oder verzogene Anschlussflächen am Rahmen belasten den Ring einseitig.
Regelmäßiges Abschmieren nach den Vorgaben des Herstellers ist die wichtigste Maßnahme gegen vorzeitigen Verschleiß. Ein zuverlässiger Indikator für den Zustand ist das Kippspiel.
Kippspiel prüfen: das Vorgehen
- Maschine sichern: Auf festem, ebenem Untergrund abstellen, Oberwagen in Längsrichtung zum Unterwagen ausrichten, Motor abstellen, gegen Wiederanlauf sichern und die Hydraulik nach Herstellerangabe drucklos machen.
- Messuhr ansetzen: Messuhr mit Magnetfuß am Unterwagen befestigen, Taster senkrecht am Oberwagenrahmen nahe dem Drehkranz auf der Auslegerseite anlegen.
- Last wechseln: Mit laufendem Motor durch eine zweite Person das Kippmoment umkehren, etwa Löffel abstützen und Maschine vorn leicht anheben, dann Ausleger frei in der Luft halten. Während dieser Bewegung hält sich niemand im Gefahrenbereich auf.
- Ablesen und vergleichen: Die Differenz der Messwerte notieren und mit dem Grenzwert im Servicehandbuch des Herstellers sowie mit früheren Messungen vergleichen.
Steigt das Kippspiel deutlich an oder treten Geräusche und Metallabrieb im Fett auf, steht ein Austausch an. Wie dieser abläuft, beschreibt unser Ratgeber Drehkranz beim Bagger wechseln. Den Einbau sollte eine Fachwerkstatt übernehmen.
Begriffe: Drehkranz, Schwenkkranz, Swing Bearing, Slew Ring
Für dasselbe Bauteil sind viele Namen im Umlauf. Das sorgt bei der Teilesuche, vor allem in englischsprachigen Unterlagen, häufig für Verwirrung:
| Begriff | Sprache | Bedeutung |
|---|---|---|
| Drehkranz, Drehkranzlager | Deutsch | Übliche Bezeichnung im Baumaschinenbereich |
| Drehverbindung, Kugeldrehverbindung | Deutsch | Fachbegriff aus der Lagertechnik, gleiche Funktion |
| Schwenkkranz | Deutsch | Seltenere Bezeichnung, gleiches Bauteil |
| Slewing ring, slew ring, slewing bearing | Englisch | Allgemeine Bezeichnung für Großwälzlager dieser Art |
| Swing bearing, swing circle | Englisch | Gebräuchlich in Baggerunterlagen und Ersatzteillisten |
| Schwenkwerk, Drehwerk, swing drive | Deutsch und Englisch | Nicht das Lager, sondern der Antrieb mit Motor, Getriebe und Ritzel |
Den passenden Drehkranz für Ihre Maschine finden
Drehkränze unterscheiden sich selbst innerhalb einer Baureihe in Durchmesser, Lochbild, Bauhöhe und Verzahnung. Damit wir das richtige Teil zuordnen können, senden Sie uns bitte:
- Hersteller und Modell der Maschine
- Seriennummer der Maschine
- Teilenummer des Drehkranzes, falls vorhanden
- Foto vom Typenschild der Maschine
- bei fehlender Teilenummer: Außendurchmesser, Innendurchmesser, Bauhöhe, Anzahl der Bohrungen und Zähnezahl
Wo Sie Serien- und Teilenummer finden, erklärt der Ratgeber Teilenummer finden. Mit diesen Angaben prüfen wir die Zuordnung und senden Ihnen ein Angebot. Nutzen Sie dafür einfach das Formular Teil anfragen.
Mehr dazu: Drehkränze
