{"id":16017,"date":"2026-09-09T06:46:06","date_gmt":"2026-09-09T06:46:06","guid":{"rendered":"https:\/\/www.hndfcrane.com\/?post_type=posts&#038;p=16017"},"modified":"2026-09-09T09:40:34","modified_gmt":"2026-09-09T09:40:34","slug":"crane-drum-web-to-shaft-weld-crack-cause-analysis","status":"publish","type":"posts","link":"https:\/\/www.hndfcrane.com\/de\/posts\/crane-drum-web-to-shaft-weld-crack-cause-analysis\/","title":{"rendered":"Ursachenanalyse von Schwei\u00dfrissen zwischen Krantrommelsteg und -welle"},"content":{"rendered":"<div class=\"wp-block-rank-math-toc-block\" id=\"rank-math-toc\"><p>Inhaltsverzeichnis<\/p><nav><ul><li><a href=\"#1-relationship-between-the-crane-drum-web-plate-hub-and-shaft\">1. Beziehung zwischen Krantrommel, Stegblech, Nabe und Welle<\/a><\/li><li><a href=\"#2-why-the-crack-appears-near-the-drum-shaft-side\">2. Warum der Riss in der N\u00e4he der Trommelwellenseite auftritt<\/a><ul><li><a href=\"#2-1-stress-concentration-from-a-sudden-section-change\">2.1 Spannungskonzentration durch pl\u00f6tzliche Querschnitts\u00e4nderung<\/a><\/li><li><a href=\"#2-2-cyclic-stress-and-impact-loading\">2.2 Zyklische Beanspruchung und Sto\u00dfbelastung<\/a><\/li><li><a href=\"#2-3-welding-residual-stress\">2.3 Schwei\u00dfrestspannungen<\/a><\/li><\/ul><\/li><li><a href=\"#3-development-process-of-the-web-plate-crack\">3. Entstehungsprozess des Stegplattenrisses<\/a><\/li><li><a href=\"#4-common-causes-of-crane-drum-web-to-shaft-weld-cracking\">4. H\u00e4ufige Ursachen f\u00fcr Risse in der Schwei\u00dfnaht zwischen Krantrommelsteg und -welle<\/a><ul><li><a href=\"#4-1-structural-design-factors\">4.1 Faktoren f\u00fcr die bauliche Auslegung<\/a><\/li><li><a href=\"#4-2-welding-quality-factors\">4.2 Faktoren der Schwei\u00dfqualit\u00e4t<\/a><\/li><li><a href=\"#4-3-operating-loads-beyond-design-conditions\">4.3 Betriebslasten jenseits der Auslegungsbedingungen<\/a><\/li><li><a href=\"#4-4-manufacturing-and-assembly-errors\">4.4 Herstellungs- und Montagefehler<\/a><\/li><li><a href=\"#4-5-corrosion-and-environmental-factors\">4.5 Korrosion und Umweltfaktoren<\/a><\/li><\/ul><\/li><li><a href=\"#5-inspection-repair-and-prevention-measures\">5. Inspektion, Reparatur und Pr\u00e4ventionsma\u00dfnahmen<\/a><\/li><\/ul><\/nav><\/div>\n\n\n\n<p>Diese Analyse von Schwei\u00dfrissen an einer Krantrommel untersucht einen Fall, bei dem an einem Kran mit langer Betriebsdauer Risse an der Schwei\u00dfnaht zwischen Trommelsteg und Trommelwelle auftraten. Obwohl der sichtbare Schaden auf lokale Materialerm\u00fcdung hindeutet, k\u00f6nnen die zugrundeliegenden Ursachen in der Konstruktion, dem Schwei\u00dfverfahren, dem Materialzustand, der Spannungs\u00fcbertragung, der Fertigungs- und Montagequalit\u00e4t sowie den Betriebsbedingungen liegen.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1080\" height=\"720\" src=\"https:\/\/www.hndfcrane.com\/wp-content\/uploads\/2026\/09\/Cracking-of-the-weld-between-the-drum-web-and-the-drum-shaft.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-16020\"\/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Fallbeispiel: Riss in der Schwei\u00dfnaht zwischen Krantrommelsteg und Welle<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1477\" height=\"1065\" src=\"https:\/\/www.hndfcrane.com\/wp-content\/uploads\/2026\/09\/Schematic-diagram-of-the-cracking-location-in-the-weld-between-the-drum-web-and-the-drum-shaft.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-16021\"\/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Risslage an der Schwei\u00dfnaht zwischen Trommelstegplatte und Trommelwelle<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"1-relationship-between-the-crane-drum-web-plate-hub-and-shaft\">1. Beziehung zwischen Krantrommel, Stegblech, Nabe und Welle<\/h2>\n\n\n\n<p>Bei Hebezeugen ist die Trommel ein zentrales Antriebselement, das zum Aufwickeln des Drahtseils und zum Heben oder Ziehen der Last dient. Die Trommelh\u00fclle tr\u00e4gt das Drahtseil, w\u00e4hrend an beiden Enden der H\u00fclle Stegbleche angeordnet sind, die die H\u00fclle mit der Nabe oder Welle verbinden.<\/p>\n\n\n\n<p>Bei einer g\u00e4ngigen Konstruktion wird die Nabe mittig an die Stegplatte geschwei\u00dft. Anschlie\u00dfend wird die Nabe mittels einer Passfeder mit der Trommelwelle verbunden, die wiederum in Lagern gelagert ist. In diesem Fall ist die Stegplatte direkt mit der Trommelwelle verschwei\u00dft, und die Trommelwelle ist eine lange Welle.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Stegplatte dient daher nicht nur als Verbindungsplatte. Sie \u00fcbertr\u00e4gt auch Drehmoment und Radialkr\u00e4fte zwischen dem Trommelmantel und der Trommelwelle. In allgemeinen Ver\u00f6ffentlichungen zu Trommelausf\u00e4llen werden Erm\u00fcdungsrisse h\u00e4ufig als Ursache genannt; diese Untersuchung befasst sich jedoch genauer damit, warum Risse im Bereich der Schwei\u00dfnaht zwischen Stegplatte und Welle entstehen k\u00f6nnen. <\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"2-why-the-crack-appears-near-the-drum-shaft-side\">2. Warum der Riss in der N\u00e4he der Trommelwellenseite auftritt<\/h2>\n\n\n\n<p>Aus mechanischer Sicht ist die Stegplatte der Trommel eine d\u00fcnne Platte, die Torsion, Biegung, Zug-Druck-Beanspruchung und Scherung in ihrer Ebene ausgesetzt ist. In der N\u00e4he der Trommelwelle k\u00f6nnen mehrere ung\u00fcnstige Bedingungen gleichzeitig auftreten: ein pl\u00f6tzlicher Querschnittswechsel, der Einfluss der Schwei\u00dfnaht und zyklische Belastung.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"2-1-stress-concentration-from-a-sudden-section-change\">2.1 Spannungskonzentration durch pl\u00f6tzliche Querschnitts\u00e4nderung<\/h3>\n\n\n\n<p>Im Bereich nahe der Trommelwelle geht die Konstruktion von einer relativ dicken Welle in einen d\u00fcnneren Steg \u00fcber. Zur axialen Positionierung und zum Schwei\u00dfen ist an der entsprechenden Stegposition h\u00e4ufig eine Wellenschulter vorgesehen. Ist der \u00dcbergangsradius zu klein oder der \u00dcbergang nicht gleichm\u00e4\u00dfig, kann es zu Spannungskonzentrationen kommen.<\/p>\n\n\n\n<p>Schwei\u00dffehler wie Hinterschneidungen und unvollst\u00e4ndiger Durchschwei\u00dfung k\u00f6nnen ebenfalls zu Ausgangspunkten f\u00fcr Risse werden.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"2-2-cyclic-stress-and-impact-loading\">2.2 Zyklische Beanspruchung und Sto\u00dfbelastung<\/h3>\n\n\n\n<p>Beim Betrieb der Trommel wird die durch das Aufwickeln des Drahtseils erzeugte Zugkraft \u00fcber den Trommelmantel auf den Steg und anschlie\u00dfend auf die Trommelwelle \u00fcbertragen. Jeder Aufwickel- und Hubvorgang f\u00fchrt zu einer wiederholten Belastung dieses Bereichs, die einer Erm\u00fcdung durch kurzzyklische Belastung in Kombination mit lokaler Sto\u00dfbelastung gleichkommt.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"2-3-welding-residual-stress\">2.3 Schwei\u00dfrestspannungen<\/h3>\n\n\n\n<p>Beim Verschwei\u00dfen von Stegblech und Trommelwelle kommt es im Schwei\u00dfbereich zu lokalen Temperaturspitzen und anschlie\u00dfender Abk\u00fchlschrumpfung. Wird die Schwei\u00dfkonstruktion nach dem Schwei\u00dfen nicht vollst\u00e4ndig gegl\u00fcht oder spannungsarm gegl\u00fcht, verbleibt eine Zugeigenspannung im Bereich der Schwei\u00dfnaht. Durch die zus\u00e4tzliche Belastung im Betrieb steigt die Wahrscheinlichkeit f\u00fcr Rissbildung.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"3-development-process-of-the-web-plate-crack\">3. Entstehungsprozess des Stegplattenrisses<\/h2>\n\n\n\n<p>Die Rissentwicklung kann in drei Stadien unterteilt werden.<\/p>\n\n\n\n<p>Die erste Phase ist die Rissinitiierung. An der Schwei\u00dfwurzel oder am \u00dcbergangsradius k\u00f6nnen mikroskopische Defekte unter der kombinierten Wirkung von Schwei\u00dfeigenspannungen und Betriebsspannungen zu Rissausl\u00f6sern werden.<\/p>\n\n\n\n<p>Die zweite Phase ist die Rissausbreitung. Bei jedem Hebevorgang durchl\u00e4uft die Last denselben \u00dcbertragungsweg, und die maximale Spannung wiederholt sich. Der Riss breitet sich allm\u00e4hlich entlang der Korngrenzen des Materials aus. Die Bruchfl\u00e4che kann radiale oder schalenf\u00f6rmige Merkmale aufweisen.<\/p>\n\n\n\n<p>Das dritte Stadium ist der Bruch. Wenn der verbleibende wirksame Querschnitt nicht mehr ausreicht, um die Last zu tragen, kann es zu einem pl\u00f6tzlichen Spr\u00f6dbruch kommen, m\u00f6glicherweise begleitet von einem Einrei\u00dfen des Stegblechs oder einer Trennung von der Trommelwelle.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"4-common-causes-of-crane-drum-web-to-shaft-weld-cracking\">4. H\u00e4ufige Ursachen f\u00fcr Risse in der Schwei\u00dfnaht zwischen Krantrommelsteg und -welle<\/h2>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"4-1-structural-design-factors\">4.1 Faktoren f\u00fcr die bauliche Auslegung<\/h3>\n\n\n\n<p>Wenn der \u00dcbergang zwischen Stegblech und Nabe bzw. Trommelwelle keinen angemessenen Radius aufweist, kann es zu abrupten Spannungs\u00e4nderungen kommen. Ist die Stegblechdicke unzureichend, kann auch die Dauerfestigkeitsreserve nicht ausreichen. Eine ung\u00fcnstig gew\u00e4hlte Schwei\u00dfnaht kann das Risiko zus\u00e4tzlich erh\u00f6hen, insbesondere wenn die Schwei\u00dfnaht in einem Bereich hoher Spannung anstatt in einem Bereich niedrigerer Spannung liegt.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"4-2-welding-quality-factors\">4.2 Faktoren der Schwei\u00dfqualit\u00e4t<\/h3>\n\n\n\n<p>Zu den h\u00e4ufigsten Schwei\u00dffehlern z\u00e4hlen unvollst\u00e4ndiger Durchschwei\u00dfung, Schlackeneinschl\u00fcsse, Porosit\u00e4t, Hinterschneidungen und Schwei\u00dfnahtnarben. Werden nach dem Schwei\u00dfen keine zerst\u00f6rungsfreien Pr\u00fcfverfahren wie Ultraschall- oder R\u00f6ntgenpr\u00fcfungen durchgef\u00fchrt, k\u00f6nnen verborgene Fehler lange Zeit im Bauteil verbleiben.<\/p>\n\n\n\n<p>Unoptimierte Schwei\u00dfparameter und unzureichende Spannungsarmgl\u00fchung nach dem Schwei\u00dfen k\u00f6nnen das Risiko ebenfalls erh\u00f6hen. Bei gro\u00dfen Trommelstrukturen kann die W\u00e4rmebehandlung zur Spannungsarmgl\u00fchung schwierig durchzuf\u00fchren sein. Auch die vollst\u00e4ndige Anwendung von Vibrationsspannungsarmgl\u00fchungen kann problematisch sein, und die nat\u00fcrliche Alterung oder andere Alterungsbehandlungen k\u00f6nnen durch die Projektterminplanung beeintr\u00e4chtigt werden.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"4-3-operating-loads-beyond-design-conditions\">4.3 Betriebslasten jenseits der Auslegungsbedingungen<\/h3>\n\n\n\n<p>Dauerhafte \u00dcberlastung \u00fcber die Nennlast hinaus kann die Erm\u00fcdungsgefahr der Konstruktion erh\u00f6hen. H\u00e4ufiges Anfahren und Bremsen w\u00e4hrend des Hebevorgangs kann hohe Sto\u00dfbelastungen verursachen. Bei unsachgem\u00e4\u00dfer Seilf\u00fchrung auf der Trommel ist die Kraftverteilung ungleichm\u00e4\u00dfig, und die lokale Beanspruchung kann den Auslegungswert deutlich \u00fcberschreiten.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"4-4-manufacturing-and-assembly-errors\">4.4 Herstellungs- und Montagefehler<\/h3>\n\n\n\n<p>Ist die Passung zwischen der inneren Bohrung der Stegplatte und der Welle zu eng oder zu locker, kann die anf\u00e4ngliche lokale Spannung ungleichm\u00e4\u00dfig verteilt werden. Nicht vollst\u00e4ndig abgebaute Montagespannungen k\u00f6nnen sich sp\u00e4ter mit den Betriebsspannungen addieren.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"4-5-corrosion-and-environmental-factors\">4.5 Korrosion und Umweltfaktoren<\/h3>\n\n\n\n<p>Wenn die Trommel l\u00e4ngere Zeit einer feuchten oder korrosiven Umgebung ausgesetzt ist, ist der Schwei\u00dfbereich anf\u00e4lliger f\u00fcr Korrosion. Korrodierte Bereiche sind zudem h\u00e4ufige Ausgangspunkte f\u00fcr Mikrorisse. <\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"5-inspection-repair-and-prevention-measures\">5. Inspektion, Reparatur und Pr\u00e4ventionsma\u00dfnahmen<\/h2>\n\n\n\n<p>Bei bestehenden Anlagen k\u00f6nnen regelm\u00e4\u00dfig Magnetpulver- oder Ultraschallpr\u00fcfungen im Bereich der Schwei\u00dfnaht zwischen Stegblech und Trommelwelle durchgef\u00fchrt werden. Werden Risse festgestellt, muss das Stegblech umgehend durch Schwei\u00dfen repariert oder ausgetauscht werden. Die Seilanordnung ist zu \u00fcberpr\u00fcfen, um exzentrische Belastungen zu vermeiden.<\/p>\n\n\n\n<p>Bei der Konstruktion oder Fertigung neuer Krantrommeln sollte der \u00dcbergangsradius optimiert und die Schwei\u00dfposition so gew\u00e4hlt werden, dass Bereiche mit maximaler Spannung m\u00f6glichst vermieden werden. Der Schwei\u00dfvorgang muss streng kontrolliert werden. Mehrlagenschwei\u00dfen und symmetrisches Schwei\u00dfen k\u00f6nnen zur Reduzierung von Eigenspannungen eingesetzt werden; je nach Bedarf k\u00f6nnen Vibrationsalterung oder nat\u00fcrliche Alterung angewendet werden.<\/p>\n\n\n\n<p>F\u00fcr einen reibungslosen Betrieb sollten dauerhafte \u00dcberlastung sowie h\u00e4ufiges Anfahren und Bremsen vermieden werden. Die Seilanordnung muss den geltenden Anforderungen entsprechen, und verschlissene Seile sind regelm\u00e4\u00dfig auszutauschen.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Rissbildung an Schwei\u00dfn\u00e4hten von Krantrommeln wird in der Regel nicht durch einen einzigen Faktor verursacht. Eine schrittweise \u00dcberpr\u00fcfung von Konstruktion, Schwei\u00dfung, Belastung, Montage und Umgebungsbedingungen hilft, die Rissursache zu ermitteln und geeignete Korrekturma\u00dfnahmen f\u00fcr die jeweiligen Gegebenheiten vor Ort auszuw\u00e4hlen.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Diese Analyse von Schwei\u00dfrissen an einer Krantrommel untersucht einen Fall, bei dem ein Kran nach langer Nutzungsdauer Risse an der Schwei\u00dfnaht zwischen Trommelsteg und Trommelwelle aufwies. Obwohl der sichtbare Schaden auf lokale Materialerm\u00fcdung hindeutet, k\u00f6nnen die zugrundeliegenden Ursachen in der Konstruktion, dem Schwei\u00dfverfahren, dem Materialzustand, der Spannungs\u00fcbertragung sowie der Fertigung und Montage liegen. 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