Selbstkletternder Turmdrehkran

Ein selbstkletternder Turmdrehkran verlängert seinen Turm selbst. Ein Kletterrahmen um die Turmspitze trägt den Ausleger und seine Maschinen; ein Hydraulikzylinder hebt diesen Rahmen und alles darüber um die Höhe eines Turmstücks an, und ein neues Turmstück wird durch eine Öffnung in seiner Seite eingeschoben. So kann der Kran seinen Haken über einem Gebäude halten, das Geschoss um Geschoss wächst. Solche Krane kamen Mitte der 1950er-Jahre in Frankreich und Deutschland auf. Nach seiner eigenen Firmengeschichte baute der französische Hersteller Potain einen Kran mit einem solchen Kletterkäfig; der Käfig wurde zuerst mit Seilen gehoben, später ersetzten Hydraulikzylinder die Seile. In derselben Zeit entwarf Liebherr in Deutschland den selbstkletternden 25H.

Was es ist

Ein Turmdrehkran steht auf einem senkrechten Turm aus gleichen Gitterstücken aus Stahl, die mit Bolzen oder Schrauben aufeinander befestigt sind. Oben auf dem Turm sitzt das Drehteil, das sich als Ganzes dreht: ein langer waagerechter Ausleger, auf dem eine Laufkatze den Haken trägt, ein kurzer Gegenausleger mit Betonblöcken als Gegengewicht, die Winden und das Führerhaus. Der Kran wird zu Beginn der Baustelle, oft mithilfe eines Mobilkrans, auf eine erste Höhe aufgebaut.

Ein selbstkletternder Kran kann danach ohne einen anderen Kran wachsen. Er fügt seinem eigenen Turm Turmstücke hinzu, damit sein Haken über dem Gebäude bleibt, während die Geschosse wachsen, und nimmt sie am Ende auf dieselbe Weise wieder heraus. Viele Kletterkrane tun das außen am Gebäude, am eigenen Turm, der in Abständen am Gebäude abgespannt wird, damit er stabil bleibt. Andere stehen im Gebäude und klettern an dessen Tragwerk hoch, während es wächst.

Wie es funktioniert

Um an seinem eigenen Turm zu klettern, trägt der Kran einen Kletterrahmen, einen Stahlkäfig, der die Turmspitze direkt unter dem Drehteil umschließt und daran befestigt ist. Rollen oder Führungen innen am Rahmen laufen an den Eckstielen des Turms entlang. Eine Seite des Rahmens ist offen, und vor dieser Öffnung ragt eine kurze Schiene heraus, an der ein Fahrwagen hängt. Ein am Rahmen befestigter Hydraulikzylinder drückt nach unten auf eine Traverse, die auf Nocken des Turms aufliegt, und ein kleines elektrisches Pumpenaggregat versorgt den Zylinder mit Drucköl.

Der Fuß des Zylinders: Eine Traverse liegt auf zwei Nocken des Turms, und der Zylinder drückt den Rahmen von dort aus nach oben.

Zum Klettern hebt der Kran zuerst mit seinem eigenen Haken ein neues Turmstück an und hängt es an den Fahrwagen. Die Laufkatze wird auf die vom Hersteller angegebene Ausladung gefahren, manchmal mit einer Last am Haken, sodass der Schwerpunkt von allem, was der Rahmen tragen wird, über dem Kletterzylinder liegt. Dann kann der Zylinder dieses Gewicht heben, ohne den Rahmen gegen seine Führungen zu kippen. Der Zylinder wird unter Druck gesetzt, damit er die Last übernimmt, und die Verbindung zwischen dem obersten Turmstück und dem Drehteil wird gelöst. Der Zylinder drückt, und Rahmen, Drehteil, Ausleger und Gegenausleger steigen gemeinsam am Turm hoch, bis die im Rahmen entstandene Lücke so hoch ist wie ein Turmstück. Der Fahrwagen rollt das neue Stück durch die Öffnung auf die Turmspitze, wo es mit dem Stück darunter verbolzt oder verschraubt wird. Der Zylinder senkt das Oberteil darauf ab, die obere Verbindung wird geschlossen, und der Kran ist ein Turmstück höher.

Die Schritte wiederholen sich Stück für Stück. Nach dem Klettern wird der Rahmen bis zur nächsten Abspannung oder zum Turmfuß abgesenkt oder abgebaut. Ein frei stehender Turm kann nur eine bestimmte Höhe erreichen; ein Turm, der an einem Gebäude emporwächst, wird deshalb mit stählernen Streben an dessen Decken oder Wänden abgespannt. Ein Innenkletterkran arbeitet anders: Sein kurzer Turm steht auf Rahmen, die in Deckenöffnungen verkeilt sind, und der Zylinder hebt den ganzen Kran von einem Satz Deckenrahmen zum nächsten, höheren, sodass das Gebäude den Kran trägt.

So geht’s

Dieses Tischmodell zeigt, wie ein Kletterrahmen mit einem Wasserheber an einem Turm hochsteigt. Man braucht sechs bis acht gleiche Holzklötze mit quadratischem Querschnitt, etwa aus einer 4-cm-Kantleiste geschnitten, jeder etwas kürzer als der Hub der verwendeten Spritzen, ein Stück 6-mm-Rundstab, ein Brett als Sockel, kräftigen Karton oder 3-mm-Sperrholz für den Rahmen, ein Holzlineal als Ausleger, zwei gleich große Kunststoffspritzen, etwa 40 cm Schlauch, der stramm darauf passt, Wasser, ein hölzernes Kaffeerührstäbchen, Klebeband, ein kleines Gummiband, eine Reißzwecke, eine Heißklebepistole, ein Cuttermesser, eine Schneidematte und ein Stahllineal.

Drückt man die Handspritze, fährt der Kolben der anderen nach unten auf einen Zapfen des Turms, und die Hülse steigt.

Kleben Sie ein 2 cm langes Stück Rundstab mittig auf eine Seite jedes Klotzes, nahe der Oberkante, sodass es wie eine Stufe absteht. Kleben Sie den ersten Klotz aufrecht auf den Sockel und stapeln Sie die anderen darauf, die Zapfen alle auf derselben Seite. Bauen Sie den Rahmen als quadratische Hülse mit Deckel, etwas höher als zwei Klötze, die ohne viel Spiel über die Klötze gleitet. Schneiden Sie in die Seite, auf der die Zapfen liegen, einen Schlitz über die ganze Höhe, etwas breiter als die Zapfen, damit sie hindurchpassen. Schneiden Sie in die gegenüberliegende Seite, direkt unter dem Deckel, ein Fenster von der Höhe eines Klotzes. Kleben Sie das Lineal als Ausleger auf den Deckel. Füllen Sie eine Spritze und den Schlauch blasenfrei mit Wasser und schließen Sie die zweite Spritze mit eingeschobenem Kolben an. Kleben Sie diese zweite Spritze aufrecht außen an die Hülse neben den Schlitz, Kolben nach unten. Kleben Sie einen kleinen Anschlag aus Holz quer an das Kolbenende. Schneiden Sie aus dem Rührstäbchen einen etwa 3 cm langen Fuß und befestigen Sie ihn mit einem Klebebandscharnier unter dem Anschlag, sodass er über den Schlitz reicht. Drücken Sie die Reißzwecke oben in den Anschlag und spannen Sie das Gummiband von der Reißzwecke zur Spitze des Fußes: Das Band hält den Fuß oben am Anschlag, sodass er nach unten wegklappen kann, aber nicht nach oben. Setzen Sie die Hülse auf den Turm, den Deckel auf den obersten Klotz, mit dem Fuß auf dem Zapfen des Klotzes direkt unter dem Fenster.

Drücken Sie die Handspritze langsam. Der Kolben an der Hülse fährt aus, der vom Anschlag waagerecht gehaltene Fuß drückt auf den Zapfen, und die Hülse steigt mit ihrem Ausleger, bis das Fenster über dem obersten Klotz frei ist. Schieben Sie einen neuen Klotz mit dem Zapfen voran durch das Fenster, sodass der Zapfen in den Schlitz gleitet, und ziehen Sie die Handspritze langsam zurück. Die Hülse setzt sich auf den neuen Klotz, und der Kolben fährt hoch. Trifft der Fuß von unten auf den Zapfen des nächsten Klotzes, klappt er weg, gleitet daran vorbei, und das Gummiband zieht ihn über dem Zapfen wieder waagerecht. Jeder Durchgang fügt einen Klotz hinzu, so wie der echte Kran um ein Turmstück wächst.

Sicherheit. Die Düse der Heißklebepistole und frischer Kleber können Verbrennungen verursachen: Halten Sie die Finger fern und lassen Sie jede Klebestelle abkühlen, bevor Sie sie anfassen.

Geschichte und Entwicklung

Turmdrehkrane mit waagerechtem Ausleger, auf dem eine Laufkatze die Last genau an die Stelle bringt, an der sie gebraucht wird, verbreiteten sich auf europäischen Baustellen beim Wiederaufbau nach dem Zweiten Weltkrieg. Hersteller wie Liebherr in Deutschland und Potain in Frankreich bauten sie so, dass sie zur Baustelle gefahren und schnell aufgestellt werden konnten, und manche hatten schon einen Teleskopturm, dessen Höhe aber durch die Länge seiner eigenen Teile begrenzt war.

Ein Innenkletterkran steht im Gebäude und wird von Geschoss zu Geschoss gehoben, während das Tragwerk wächst.

Kletterkrane kamen Mitte der 1950er-Jahre auf. Nach der vom Unternehmen veröffentlichten Geschichte erdachte ein Potain-Ingenieur namens Janier einen Käfig, der um den Turm glitt und das Einfügen von Turmstücken erlaubte, um den Kran zu erhöhen. Der Käfig wurde zunächst mit Seilen gehoben; nach derselben Geschichte ersetzten später Hydraulikzylinder die Seile beim Einfügen der Turmstücke, was den Aufbau schneller und sicherer machte. In Deutschland entwarf Liebherr in denselben Jahren einen selbstkletternden Turmdrehkran, den 25H. Das Engineering News-Record schreibt, dass solche Krane bald zu einem wichtigen Werkzeug für hohe Bauwerke wurden. Kletterrahmen mit einem hydraulischen Zylinder und einem Pumpenaggregat, dessen Pumpe ein Elektromotor antreibt, sind seither das übliche Verfahren. Die Hersteller bieten sie für Krane an, die außen an einem Gebäude klettern, und für solche, die innen klettern, von den Decken getragen. In den Vereinigten Staaten verlangen die Bundesvorschriften, dass vor jedem Klettern, außen wie innen, ein Ingenieur prüft, ob das Gebäude die Kräfte aus den Abspannungen oder aus dem Kran selbst aufnehmen kann. Der Kran hebt weiterhin mit Haken, Winde und Flaschenzügen, und sein Turm und sein Ausleger sind Gitterwerke aus Stahl.