Immer auf dem Posten

Immer auf dem Posten

Kabel und Leitungen für Containerports und Krananlagen

Bewegungen in luftiger Höhe – und das präzise und schnell. Genau das gehört zum Anforderungsprofil modernster Krananlagen für den Hafenbereich, die mühelos tonnenschwere Container jonglieren. Hinter dem dauernden „Hin & Her“ und „Hoch & Runter“ stehen Hightech und aufwändige Steuerungstechnik – und jede Menge Kabel, die von A bis Z für diese Einsätze ausgelegt sind.

1. Kabel und Leitungen sind die Lebensadern der modernen STS-Anlagen. (Quelle: TKD)
2. Vielfalt bestimmt den Lösungsbaukasten von TKD Kabel für die Kran- und Fördertechnik. (Quelle: TKD)
3. Armdick und trotzdem trommelbar, die XXL-Trommelleitungen von TKD werden mit bis zu 400 Metern Länge geliefert. (Quelle: TKD)
4. Spreader in Action: Heftigster Bewegungsstress prägt den Einsatz der Kabel bei dieser Anwendung. (Quelle: TKD)
5. TKD verfügt über umfangreiche Lagerkapazitäten. Standardnahe Spezialleitungen aus dem Kran- und Fördertechnik-Portfolio sind unmittelbar abrufbar.       (Quelle: TKD)

Container-Terminals arbeiten mit Hightech-Fördersystemen, bei denen riesige Ship-to-Shore-(STS)-Containerbrücken sowie eine Armada mobiler Stapler- bzw. Portalkrane den schnellen Umschlag der Container garantieren. In den Hubwerken der STS-Anlagen, die mit 80 Metern Höhe und einer Ausladung von 60 Metern aufwarten, kommen Motoren mit 1.000 Kilowatt Leistung oder mehr zum Einsatz. In der Horizontalen der Containerbrücken sind Lauf- bzw. Krankatzen mit Geschwindigkeiten von über 200 Metern pro Minute unterwegs. Für kurze Ladezeiten sorgen Spreader, die gleichzeitig zwei 40-Fuß-Container greifen können.

Containerlogistik und Krantechnik sind ohne modernste Steuerungstechnik undenkbar. Zum Einsatz kommt alles, was die Automatisierung zu bieten hat: von SPSen über Bus-Systeme bis zu jeder Menge Sensorik. So garantieren etwa intelligente „Anti-Sway“-Systeme bei Spreadern konstant hohe Leistung auch bei starkem Wind. Vernetzung, digitaler Twin, Assistenzsysteme und selbstfahrender Kran werden zunehmend Teil des Alltags, wobei immer mehr Intelligenz in die untergeordneten Subsysteme verlagert wird. Wo noch nicht elektrifiziert ist, steht dies bei der nächsten Nachrüstung an. Energiewende und ‚grüner Hafen’ sind die Treiber!

Entscheidend für die Hafenlogistik ist, dass sämtliche Systeme extrem robust ausgelegt sind. Problemlos müssen sie Wind und Wetter trotzen – von arktisch-kalt bis tropisch-feucht. Massiv ist auch der mechanische Stress, dem die hochkomplexe Kran- und Fördertechnik Paroli bieten muss. Faktoren sind die ungeheuren Lasten, die bewegt werden müssen – aber auch die immer längeren Verfahrwege sowie steigende Geschwindigkeiten und Beschleunigungen.

Lebensadern für Kran- und Hafensysteme

Kabel und Leitungen sind die Lebensadern für Kran- und Hafensysteme. Immer auf dem Posten, lautet die Devise. Auch im Zeitalter von Vernetzung und IIoT sorgen sie für Sicherheit bei der Energie- und Datenversorgung – analog wie digital. „Um bei STS-Anlagen und Containerlogistik, wo schon kürzeste Ausfallzeiten schnell zu Chaos der Lieferketten und enormen Folgekosten führen können, auf der sicheren Seite zu sein, sind hier passgenau konzipierte Spezialkabel eine feste Größe“, so Thomas Sypli, Key Account für Förder- und Krantechnik beim Kabelhersteller TKD, der sich seit Jahrzehnten mit einem ausdifferenzierten Spezial-Portfolio als einer der weltweiten Marktführer in diesem Segment etabliert hat.

Kabel für den Hafenbereich müssen absolut wetterfest sein. Es geht um Resistenz gegen widrige Umgebungseinflüsse wie Temperatur, UV-Strahlung, Feuchtigkeit oder Salzwasser. Trotzen müssen sie mechanischem Mega-Stress. Zum Lösungsbaukasten gehören individuelle Mantelmischungen, mit denen die Leitungen für ihren Outdooreinsatz fit gemacht werden. Während im Trommelbetrieb, wo nicht selten armdicke – auf den ersten Blick starr anmutende – Energie- und Steuerkabel von leistungsstarken Motoren auf- und abgewickelt werden, extrem kerb- und wetterfeste Gummimischungen zu 90 Prozent das Geschehen dominieren, sind Außenmäntel aus dem modernen Universal-Werkstoff Polyurethan (PUR) bei Hafenkabeln für Festoon- und Schleppketteneinsätze klar in der Pole-Position. Mäntel auf PUR-Basis zeichnen sich durch mechanische und chemische Robustheit aus. Durch den Einsatz von Additiven lässt sich PUR auf spezifische Shore-Härten einstellen. Geht’s um extreme Witterungsbeständigkeit, können UV-Stabilisatoren beigemischt werden. Größtes Plus ist, dass sich bei PUR – in Kombination mit einem Aderisolationswerkstoff auf Polyesterbasis – Durchmesser und Gewicht optimal reduzieren lassen. „Bis zu 40 Prozent Gewichtersparnis sind drin“, unterstreicht Sypli.

Zuverlässige und schnelle Übertragungen

Die Aufgabenstellung an Kranleitungen ist eindeutig: Power und Daten müssen an bewegte Verbraucher übertragen werden. Hochsensible Signale müssen zuverlässig und schnell zum Beispiel in Bus-Terminals oder SPSen landen – und das konstant und ohne Aussetzer. In der Horizontalen, wo es um das schnelle und präzise Verfahren der Hebezeuge geht, werden die Kabel wahlweise in Schleppketten oder Leitungswagen- bzw. Festoon-Systemen – frei hängend wie Girlanden – geführt. Waren Festoon-Systeme lange auf den Kranauslegern gesetzt, erfolgt hier aktuell eine Verschiebung zu Schleppketten. Sie bieten besseren Schutz bei Wind – kein Verheddern der Girlanden – und kommen mit deutlich kürzeren Kabellängen aus. Eine feste Größe bei Hafenkranen ist die Installation auf schnell laufenden Motortrommeln, wobei der Bewegungsstress bei trommelbaren Spreaderleitungen besonders ausfällt: Neben Zugkräften im XXL-Format – bis zum intensiven Walken der gebeutelten Leitungen – gehören hier unregelmäßige Beschleunigungen sowie heftige Bewegungen und Umlenkungen über alle Achsen zum Alltag.

Gematcht werden diese Vorgaben, indem TKD bei Konstruktion und Fertigung sämtliche Register zieht. Über eine Vielzahl von Stellschrauben – etwa Leiter- und Litzenauswahl, Kabelaufbau, Verseilung und Schlaglänge, Füller, Armierung oder Schirmung – können Konstrukteure die Fitness ihrer Kabel präzise einstellen. Gezielt lassen sich so Soll-Vorgaben wie Flex-Performance, Torsionsfestigkeit oder EMV-Sicherheit realisieren. Selbst dem gefürchteten Korkenziehereffekt, bei dem heftiges Walken durch schnelles Auf- und Abwickeln von schweren Trommelleitungen zum Aufdröseln des Kabelverbunds und damit zum Totalausfall führt, kann mit cleveren Konstruktionen der Garaus gemacht werden. Was sich mit hochpräziser Fertigung machen lässt, stellt TKD schon länger bei PUR-Leitungen mit geschirmten Aderpärchen unter Beweis, deren Übertragungswerte so stabil sind, dass sie selbst zur Übertragung von Bus-Signalen eingesetzt werden.

Den schnellsten Zugriff auf das Know-How von TKD im Hafen- und Kransegment gibt’s über den Branchenkatalog ‚Fördermittelleitungen’. Er umfasst ein dicht bestücktes Sortiment an Spezialleitungen, die als Lagerprodukte bevorratet und weltweit verfügbar sind – auch mit Express-Service. Produktnahmen wie „Reeltec“, „Festoontec“ oder „Spreadertec“ zeigen, wofür die jeweiligen Steuer-, Energie- oder Signalleitungen, die es in den unterschiedlichsten Abmessungen und Ausführungen – zum Beispiel geschirmt und ungeschirmt – gibt, konzipiert sind. Für schnelle Orientierung sind die gelisteten Leitungen in drei Kategorien gegliedert, mit denen die mechanische Belastbarkeit erfasst wird. Zur Verfügung stehen Kabel für mittlere, starke und außergewöhnliche Beanspruchung, wobei extremer Stress vor allem über Torsion und gleichzeitige Zugbelastung definiert ist. Zum Katalogsortiment gehören auch trommelbare Leitungstrossen für die Versorgung leistungsstarker Motoren, wobei der Nieder- wie der Mittelspannungsbereich (von 1 bis 30 kV) abgedeckt wird. Gelistet ist TKD mit seinem über Jahrzehnte bewährten Portfolio nicht nur bei Kranherstellern und deren Zulieferern, sondern auch direkt bei Hafenbetreibern – und das im OEM- wie im Nachrüstgeschäft.

Kundenspezifisch ausgelegtes Kabelsortiment

Zu den Bestsellern im TKD-Portfolio gehören „Festoontec“-Leitungen in PUR-Ausführung. Sie stehen für kleine Außendurchmesser und geringes Gewicht – und entsprechen dem Wunsch der Hafenbetreiber, mit leichteren Systemen den Energieverbrauch ihrer Anlagen nachhaltig zu reduzieren. Von Haus aus für flotte Einsätze in Leitungswagen – Fahrgeschwindigkeiten von max. 240 Metern pro Minute – konzipiert, sind sie auch für den störungsfreien Betrieb in vertikalen und horizontalen Schleppketten prädestiniert. „Ihr hoch abriebfester und adhäsionsarmer Außenmantel aus PUR macht’s möglich – und beschert unseren Kunden handfeste Vorteile“, unterstreicht Sypli. „Statt mehrere Artikel zu bevorraten, können sie mit unserem Multitalent Lagerhaltung und Dispo optimieren und Zeit und Geld sparen“.

Zunehmend drücken außerdem Digitalisierung und Vernetzung, die auf Echtzeit-Transfer riesiger Datenmengen basieren, den Hafenkabeln von TKD ihren Stempel auf. So gibt es die „Reeltec“-Serie, die im Trommelbetrieb für Geschwindigkeiten bis zu 180 Meter pro Minute ausgelegt ist, als kombinierte Energie- und Steuerleitungen. Dabei kommen leistungsstarke Lichtwellenleiter für den schnellen Datentransfer zum Einsatz. Im Kabelverbund sind die sensiblen LWL-Komponenten, deren Übertragungs- bzw. Dämpfungswerte schon durch minimalste Beschädigungen der Fasern in den Keller gehen, doppelt geschützt: Sie sind in gelgefüllten PETP-Röhrchen verlegt und mit einer Hülle aus wärmebeständigem Kunststoff umgeben. „Um auf Nummer sicher zu gehen, ordern immer mehr Kunden ihre LWL-Leitungen als anschlussfertig konfektionierte Systeme bei uns – mit Endverschlüssen und den passenden Steckern“, so Sypli. „Wer einmal im Feld die filigran-kniffeligen LWL-Fasern mit ST-Steckern konfektioniert hat, weiß auch warum.“

Deutliche Wachstumsraten erzielt TKD auch mit kundenspezifisch ausgelegten Kabeln, die auf dem modular und skalierbar aufgebauten Fördermittelsortiment basieren – und punktgenau auf ihren tatsächlichen Einsatz hin getrimmt werden. Aktuell bestehen rund 25 Prozent des TKD-Geschäftes aus maßgeschneiderten Kabellösungen – Tendenz steigend. Der größte Schub geht von maßgeschneiderten Hybridleitungen für den Trommelbetrieb aus, bei denen unterschiedlichste Leiterkomponenten und Funktionalitäten in hoher Packungsdichte in einem einzigen Rundkabel integriert sind. Multi-Tasking und mehr Performance lautet die Vorgabe. „Die Hafentechnik wird immer intelligenter, weshalb auch unsere Kabel smarter werden – und sich immer stärker an der echten Anwendung orientieren“, beschreibt Sypli den Trend. Entsprechend werden klassischen Energie- und Steuerleitungen wahlweise spezielle Bus-Leitungen oder moderne Cat 7-Leiter hinzugefügt“, erklärt Sypli.

Konstruktion eines Hybridkabels

Wie aufwändig die Konstruktion eines langlebigen Hybridkabels für trommelbare Spreadersysteme ist, zeigt eine 48-adrige Steuerleitung, bei der gezielt zwei CAN-Bus-Systeme zur Überwachung der Anti-Sway-Systeme integriert werden mussten. Gemeistert wurde die Aufgabe mit einer ausgetüftelten Konstruktion, wobei der Außendurchmesser (40 Millimeter) der Ursprungsleitung beibehalten werden musste. Die Herausforderung war, die sensiblen Bus-Elemente sicher in dem mechanisch gestressten Kabel unterzubringen. Erreicht wurde das unter anderem über spezielle Stützgeflechte und ein zentrales Tragorgan. Beim Aufbau wurde darauf geachtet, dass die in Bündeln verseilten 48 Einzeladern auch unter Stress auf Position bleiben. Um die empfindlichen CAN-Bus-Elemente zu schützen, wurden sie gezielt in die Mitte der Leitung verlegt. „Mit 6.000 garantierten Betriebsstunden kann sich unser spezielles Kabel, das wir in Abstimmung mit einem Hafenbetreiber entwickeln durften, mehr als sehen lassen“, so Sypli. „Gegenüber der ursprünglich in dem Spreadersystem eingesetzten Leitung konnten wir die Standzeit glatt verdreifachen.“

Christian Hohnen

Technische Logistik 11/2020 PDF-Download (1.89 MB)