Der Drehkranz ist ein Verbindungselement in Baumaschinen und Kranen, das die Drehbewegung zwischen zwei Baugruppen überträgt – etwa zwischen Unterwagen und Oberwagen eines Baggers. Gleichzeitig sperrt er die restlichen fünf Freiheitsgrade, die aus drei Translationen und zwei Rotationen bestehen. Klassische Anwendungsfälle sind die Lagerung bei Kranen und Hydraulikbaggern sowie die drehbare Lagerung der vorderen Achse an der Deichsel eines LKW-Anhängers. Durch die technische Entwicklung werden heute Kugeldrehverbindungen eingesetzt, die das gesamte Lager gegen Fettaustritt und Verschmutzungen schützen.

Warum ist der Drehkranz für Baumaschinen unverzichtbar?

In Baumaschinen muss ein Großteil der Maschinenmasse drehbar auf dem Fahrgestell gelagert werden, gleichzeitig aber verkippsicher bleiben. Der Drehkranz überträgt dabei sehr große Axialkräfte und nimmt Kippmomente auf. Bei Abbruchbaggern, Mobilkranen und Teleskopstaplern sorgt das Drehwerk für eine definierte, spielfreie Drehbewegung und trägt gleichzeitig zum sicheren Stand bei. Moderne Drehkränze bestehen aus Innen- und Außenring, Dichtungen, Schmierstellen und häufig einer integrierten Verzahnung zur Kraftübertragung über ein Ritzel und einen Schwenkantrieb.

Aufbau und Funktionsweise: Von Rollenlagern zu Kugeldrehverbindungen

Bis zu Beginn des 20. Jahrhunderts waren Kugellagern aus Festigkeitsgründen auf Anwendungen mit geringeren Kräften beschränkt. In der Fördertechnik setzte man daher auf Rollendrehwerke: Eine kreisförmige Schienenbahn, auf der im Oberwagen gelagerte Räder abrollten. Um ein Verkippen des Oberwagens zu verhindern, ordneten die Ingenieure in der Mitte der Schienenbahn einen Stahlzapfen an – den Königszapfen. Auch im Mühlenbau kam diese Lagerungsart zum Einsatz.

In der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts wurde das Zylinderrollendrehwerk entwickelt. Dabei wurden die Räder durch kleinere Zylinderrollen ersetzt, die nicht im Oberwagen gelagert, sondern auf einem separaten Rollenträger auf dem Königszapfen angeordnet waren. Sie konnten wie bei einem Zylinderrollenlager zwischen einer Laufbahn am Unterwagen und Oberwagen abrollen. Zum Abfangen der Kippmomente war jedoch weiterhin der Königszapfen notwendig, wobei zusätzlich auch Krallen verwendet wurden.

Die heute übliche Bauform ist die Kugeldrehverbindung. Dabei laufen Kugeln wie in einem Schrägkugellager auf schräg angeordneten ringförmigen Bahnen und können damit axiale Kräfte sowie Kippmomente aufnehmen. Das gesamte Lager ist mit Dichtungen gegen Fettaustritt und Verschmutzungen geschützt. Für spezielle Anwendungsfälle existiert eine Vielzahl weiterentwickelter Bauformen, zum Beispiel mit mehreren Kugelbahnen.

Einsatzbereiche: Wo Drehkränze zum Einsatz kommen

Der Drehkranz findet sich in zahlreichen Maschinen und Fahrzeugen, die eine drehbare Lagerung benötigen:

  • Fördertechnik: Raupenbagger, Tagebaugroßgeräte wie Schaufelradbagger und Seilbagger
  • Kranbau: Raupenkrane, Turmdrehkrane und Mobilkrane mit hoher Drehkranzbelastung
  • Windkraftanlagen: Windmühlen und moderne Windkraftanlagen zur Ausrichtung der Gondel
  • Verkehrstechnik: Drehbrücken, Drehscheiben im Eisenbahnbau, Deichsellagerung bei größeren Nutzfahrzeug-Anhängern, Gelenkbusse, Drehringlafetten
  • Werkzeugmaschinen: Drehbare Arbeitstische und Positioniersysteme

Drehkränze für Anbaugeräte im Abbruch und Recycling

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 übernimmt der Drehkranz die gesamte Führung der Drehbewegung, dämpft Lastspitzen über die Wälzkörper und verteilt Stoßlasten, die beim Brechen, Schneiden oder Spalten entstehen. Ein gut eingestelltes Verdrehspiel und eine geeignete Vorspannung verbessern Anfahrverhalten, Positioniergenauigkeit und Lebensdauer der gesamten Baugruppe.

Wartung und Dimensionierung: Worauf es bei Drehkränzen ankommt

Die Dimensionierung und saubere Ausführung eines Drehkranzes zahlen sich unmittelbar in Produktivität, Bauteilschonung und Sicherheit aus. Fertigungstoleranzen, Vorspannung und ein passendes Dichtkonzept bestimmen das Tragbild und damit die Dauerhaltbarkeit im rauen Einsatz. Dichtsysteme schützen die Laufbahnen vor Staub und Feuchtigkeit, Schmiernippel versorgen die Kontaktzonen mit Fett. Ein präzise ausgelegter Drehkranz entscheidet über Positioniergenauigkeit, Arbeitsgeschwindigkeit und Sicherheit – besonders beim Umgang mit hydraulischen Anbaugeräten, wo kontrollierte Rotation und wiederholgenaue Anstellung des Werkzeugs gefordert sind.

Moderne Bauformen setzen auf Vierpunkt-Kontakt-Kugellager, alternativ auf Kreuzrollenlager oder mehrreihige Rollensysteme für hohe Kippmomente. Eine Innen- oder Außenverzahnung greift mit einem Ritzel, das über ein Planetengetriebe und einen hydraulischen oder elektrischen Antriebsmotor angetrieben wird. Bei Trägergeräten im Abbruch sollten Druck, Volumenstrom und Rücklaufdrücke auf das Drehmoment und die zulässige Drehkranzbelastung abgestimmt sein, um Standzeiten zu maximieren und ungeplante Ausfälle zu vermeiden.