30 Jahre Ermüdungsversuche

Seit 30 Jahren werden bei Fassi-Kranen vor deren Serienproduktion umfangreiche Ermüdungsversuche durchgeführt. Das ist ein fundamentaler Schritt in Richtung Qualität und Zuverlässigkeit „ohne Kompromisse“, und gilt seit jeher als Synonym für Fassi Gru.

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Fassi führt seit 1986 Ermüdungsversuche an seinen Produkten durch, was in der Welt der Krantechnik auf Grund verschiedener Gesichtspunkten einzigartig ist. In diesen Jahren wurde eine beachtliche Datenmenge und Know-how gesammelt, die es ermöglichte, die besten Parameter für die Durchführung der Tests zu ermitteln. Mit jedem neuen Modell, das in Produktion geht, wird ein besonders aufwendiger Weg abgeschlossen, für den die Konstrukteure und Prüfer monatelang an einem durchdachten Testprogramm gearbeitet haben.

Es sind über 200.000 Zyklen, also die Anzahl der Hübe, denen ein neues Produkt unterzogen wird, was einen durchschnittlichen Lebenszyklus entspricht. In einigen spezifischen Fällen, je nach Nutzungsziel des Krans, kann die Anzahl der Zyklen auch variiert werden. Die methodische Anwendung des Versuchs auf alle Einsatzfelder ermöglicht nämlich, auf ausführliche Weise Lösungen für die Entwicklung einiger Komponenten zu klassifizieren. Zum Beispiel ermöglicht die Verwendung gemeinsamer einheitlicher Konstruktionselemente diese bei mehreren Testprojekten vielen Tausenden oder sogar auch Millionen von Zyklen zu unterziehen.

Anhand dieser Versuche verifiziert sich die für einen Prototyp getroffene Konstruktionslösung, was besonders für Innovationen gilt. Von der Formgebung bis zu den Schweißmethoden und dem Einsatz neuer Stähle oder Legierungen wird alles getestet. Neben dem Ermüdungsversuch mit Kranhüben, der als Test bei jedem Kran nötig ist, um die für das Hubmoment benötigten Beanspruchungen festzustellen, werden weitere 200.000 Zyklen durchgeführt, um sämtliche vom Drehmoment verursachten Drehbewegungen zu überprüfen.

Am Ende des Versuchs wird der Kran komplett zerlegt und jede einzelne Komponente mit intensiv auf ihre Integrität untersucht. Hierbei werden neben dem Team von Forschung und Entwicklung auch andere Bereiche einbezogen, wie die Produktionsabteilung, das technische Büro und die Qualitätskontrolle. Selbstverständlich umfassen die Ermüdungsversuche von Fassi auch die Zubehörteile, wie hydraulische Verlängerungen oder die drehbaren Stützbeine und viele andere hydraulische und elektronische Komponenten.

Es ist wichtig, daran zu erinnern, dass der Ermüdungswiderstand von einer Vielzahl von Faktoren beeinflusst wird. Viele von ihnen sind nur schwer zu quantifizieren, weshalb die Erkenntnisse in Bezug auf die Ermüdung nur mittels weitreichender Versuchsprogramme gesammelt werden können. Die Auswirkungen der Beanspruchungen, die Anzahl der Lastzyklen und ihre statistische Wiederholung sind drei Faktoren, die einen hauptsächlichen Einfluss auf den Ermüdungswiderstand eines Kranes ausüben. Weitere Faktoren sind die grundsätzlichen Eigenschaften der verwendeten Konstruktionsstähle, die durchschnittliche Beanspruchung, die Restbeanspruchungen, die Dicke des Blechs, die Konzentration der Belastungen, die Umweltbedingungen, die Temperatur, die Frequenz der Lasten und sogar die metallischen Beschichtungen, wie die Verzinkung.

Es ist daher verständlich, dass es nicht möglich ist, sich als Experten für Ermüdungsversuche selbst zu „erfinden“, sondern dass ein entsprechendes Know-how mit Beharrlichkeit und Zielstrebigkeit aufgebaut werden muss. Mit seiner dreißigjährigen Erfahrung kann Fassi Arbeitsbedingungen am Kran simulieren, die ziemlich genau realen Einsatzbedingungen entsprechen.

Bei der Durchführung der Versuche werden Kalkulationsparameter in Konformität mit der normativen Klassifikation für den Kranbau verwendet, seit 1980 gemäß DIN15018 und seit 2004 gemäß der neuen Europanorm EN12999. Diese Klassifikation gilt für das gesamte Sortiment, vom kleinen M10 aus dem Mikro-Sortiment bis zum beeindruckenden F2150RAL.

Wie werden die Versuche durchgeführt?

Der für den Versuch bestimmte Prototyp wird auf eine hierfür vorgesehene Werkbank montiert, die mit den entsprechenden Kontrollinstrumenten ausgestattet ist. Nach der Bestimmung der dynamischen Auswirkungen der Lastenbewegung mittels eines hierfür vorgesehenen Kalkulationsprogramms wird die Struktur „ermüdet“, indem sie direkt auf den Hebestützen bewegt wird. Dies ermöglicht, trotz Kombination der verschiedenen Positions- und Ausladeeinstellungen, mit Isobar, also mit konstantem Druck vorzugehen. Diese Bedingung hält die Hubkraft des Krans konstant, da man bei Fassi kein Durchschnittswert der Lasten ermittelt wird, sondern bei allen Versuchen das „Moment“ des Krans mit den Werten der maximalen Kraft beibehalten wird. Ein Prüfer überwacht anhand visueller, nicht-destruktiver Kontrollen etappenweise eine bestimmte Integrität der Struktur. Mit Hilfe von Technologien, wie eindringenden Flüssigkeiten, Magnaflux, Ultraschall und Dehnungsmessstreifen ist es möglich, sowohl die positiven Ergebnisse als auch das eventuelle Auftreten von „Schwundrissen“ festzustellen und auf diese Weise die Analyse des Vorschubs und seine korrekte Lösung zu definieren.