Hafenportalkran Auswahl: Parameter für Stückgut und Container

Bei der Kapazitätserweiterung von Binnenhäfen kommt es häufig vor, dass alte Zeichnungen von Stückgut-Greiferportalkranen weiterverwendet und Geräte gleicher Spezifikation für den Containerumschlag beschafft werden. Erst nach der Lieferung zeigt sich, dass ein 40-Fuß-Container samt Spreader das obere Ende der Tragfähigkeit erreicht und die Hubhöhe nicht für die dritte Lage ausreicht. Der Terminalbetrieb läuft dann nur mit geringer Lagerdichte, was die Kapitalrendite verzögert.

Die Ursache solcher Probleme ist der häufigste Fehler bei der Auswahl von Hafenportalkranen: nach Erfahrungswerten einen Typ festlegen, statt die Parameter vom Umschlaggut her abzuleiten. Der erste Schritt der Kranauswahl besteht darin, zunächst klar zu definieren, was umgeschlagen werden soll.

Zwei Umschlagszenarien für Hafenportalkrane: Stückgut mit Haken und Greifer versus Container mit Spezialspreader

Hafenportalkrane lassen sich nach dem Umschlaggut klar in zwei Kategorien einteilen: Zum einen der Allzweck-Portalkran für Stückgut, der mit Haken oder Greifer arbeitet; zum anderen der schienengebundene oder bereifte Containerportalkran, der mit einem Speziallastaufnahmemittel betrieben wird.

Stückgutportalkrane bewegen Stahl, Holz, Sackware und Schüttgut – Güter mit unterschiedlichem Einzelgewicht und unregelmäßiger Form. Das Lastaufnahmemittel wechselt zwischen Haken und Greifer. Der zentrale Konflikt liegt im Gleichgewicht zwischen maximalem Einzelgewicht und Umschlagleistung.

Containerportalkrane bewegen dagegen Standardcontainer mit einem speziellen Container-Spreader. Die Taktzeit ist weitgehend festgelegt, und der zentrale Konflikt besteht in der Abstimmung von Gesamtgewicht des Containertyps und Anzahl der Stapellagen. Beide Krantypen unterscheiden sich in Struktur und Parametern grundlegend – eine Vermischung führt meist zu unbefriedigenden Ergebnissen auf beiden Seiten.

Tragfähigkeit von Stückgutportalkranen: Einzelgewicht und Umschlagleistung als doppelte Randbedingung

Die Nenntragfähigkeit eines Stückgutportalkrans richtet sich zunächst nach dem schwersten Einzelgut, das am Terminal regelmäßig umgeschlagen wird, und dann nach dem Eigengewicht des Lastaufnahmemittels. Beide Faktoren zusammen bestimmen die untere Grenze der Nenntragfähigkeit.

Beim Greiferbetrieb wiegt der Greifer selbst oft mehrere Tonnen; diese Masse ist von der effektiven Nutzlast abzuziehen. Beträgt das schwerste Einzelgut am Terminal beispielsweise ein Stahlcoil mit 25 Tonnen und wird zusätzlich ein 6-Tonnen-Greifer angehängt, darf die Nenntragfähigkeit nicht allein auf 25 Tonnen ausgelegt werden – sonst erscheint die nominelle Tragfähigkeit ausreichend, tatsächlich lässt sich die Last nicht heben.

Hinsichtlich der Umschlagleistung gilt: Eine zu große Tragfähigkeit erhöht Radlast und Fundamentkosten, eine zu kleine reicht für eine einzelne Last nicht aus und erzwingt mehrere Hubvorgänge, was die Effizienz pro Schicht senkt. Kelude Schwerindustrie leitet bei Stückgutportalkranen in der Regel zunächst die Nenntragfähigkeit aus dem maximalen Einzelgewicht ab und überprüft anschließend das Greifereigengewicht sowie die Anzahl der Arbeitsspiele, um widersprüchliche Parameter zu vermeiden. Als Bemessungsgrundlage für diesen Schritt dient die Norm DIN 15018 (Krandimensionierungsnorm) mit ihren Ansätzen zu Lastkombination und Triebwerksgruppe.

Parameterabstimmung bei Container-Portalkranen: Nenntragfähigkeit für 40-Fuß-Container und Stapelhöhe bestimmen die Hubhöhe

Die Parameterabstimmung bei Container-Portalkranen ist standardisierter als bei Stückgutkränen, da es sich um feste Containertypen handelt und sich Tragfähigkeit sowie Hubhöhe direkt aus den Containerdaten ableiten lassen.

Bei der Tragfähigkeit gilt: Der Nenntragfähigkeit eines 40-Fuß-Containers beträgt 30,48 Tonnen. Hinzu kommt das Eigengewicht des Speziallastaufnahmemittels von 8 bis 10 Tonnen, sodass die tatsächliche Last bereits nahe 40 Tonnen liegt. Daher wird die Nenntragfähigkeit von Container-Portalkranen in der Regel auf über 40 Tonnen ausgelegt. Sollen zwei 20-Fuß-Container gleichzeitig gehoben werden, ist die Tragfähigkeit auf 61 Tonnen auszulegen.

Die Hubhöhe ergibt sich direkt aus der Anzahl der Stapellagen. Bei einem Lager mit fünf gestapelten Containerlagen liegt die Oberkante des höchsten Containers etwa 13 bis 14 Meter über dem Boden. Zuzüglich des Lastaufnahmemittels und der erforderlichen lichten Höhe ist eine Hubhöhe von etwa 18 Metern vorzusehen. Der technische Leiter von Kelude wies darauf hin: „Die Hubhöhe eines Container-Portalkrans wird nicht nach Gefühl festgelegt, sondern ergibt sich aus der Anzahl der Stapellagen, Lage für Lage."

Die Zuordnung von Tragfähigkeit und Hubhöhe kann den Anforderungen der GB/T 19912-2005《Gummibereifter Container-Portalkran (RTG) – technische Bedingungen》 zu Nenntragfähigkeit und Lastaufnahmemittel-Konfiguration entnommen werden.

Triebwerksgruppe und Radlastdifferenz: Warum Container-Portalkrane höhere Radlasten aufweisen

Die Triebwerksgruppe bewertet die Auslastung eines Krans über dessen gesamte Lebensdauer. Hafenportalkrane liegen üblicherweise im Bereich von A6 bis A8, wobei sich die tatsächlichen Lastcharakteristiken beider Bauarten deutlich unterscheiden.

Der Auslastungsgrad von Container-Portalkranen liegt weit über dem von Stückgutportalkranen. Beim Stückgut schwankt das Einzelgewicht stark, die meisten Hübe erfolgen nicht unter Volllast. Bei Containern hingegen wird nahezu jeder Hub mit einem Container nahe der Nenntragfähigkeit durchgeführt, bei fester Taktzeit und im durchgehenden Zwei- oder Drei-Schicht-Betrieb. Die Anzahl der Arbeitszyklen liegt um eine Größenordnung höher.

Hoher Auslastungsgrad kombiniert mit hoher Zyklenzahl bedeutet, dass Radlast und Ermüdungsbemessung der Konstruktion bei Container-Portalkranen höher ausfallen müssen als bei Stückgutportalkranen gleicher Spannweite. Die Radlastdifferenz wirkt sich direkt auf das Schienenfundament aus: Bei gleicher Spannweite müssen Schiene und Fundamentquerschnitt beim Container-Portalkran in der Regel eine Stufe größer dimensioniert werden. Aus diesem Grund werden bei vielen Häfen, in denen beide Gerätetypen denselben Lagerbereich nutzen, die Fundamente einheitlich nach der ungünstigsten Radlast des Container-Portalkrans überprüft. Die Anforderungen an die Sicherheitsüberwachung können den entsprechenden Bestimmungen der TSG 51-2023《Sicherheitstechnische Überwachungsvorschrift für Hebezeuge》 entnommen werden.

Kostenbetrachtung bei der Auswahl von Hafenportalkranen: Anschaffungspreis, Schienenfundament und Wartung über 20 Jahre

Bei Hafenportalkranen darf nicht nur der Anschaffungspreis betrachtet werden. Schienenfundament, Energieverbrauch und Wartung müssen über einen Nutzungszeitraum von 20 Jahren in die Gesamtrechnung einfließen. Wer nur den Stückpreis betrachtet, rechnet die Gesamtkosten leicht falsch.

Stückgutportalkrane haben einen vergleichsweise niedrigen Anschaffungspreis pro Einheit, jedoch müssen die Lastaufnahmemittel je nach Ladungsart gewechselt werden. Die Austauschhäufigkeit von Greifern, HakenTraversen und anderen Speziallastaufnahmemitteln ist höher. Container-Portalkrane haben einen höheren Anschaffungspreis, aber durch die standardisierte Arbeitsweise werden die Kosten pro gestapeltem Container mit steigendem Nutzungsgrad deutlich reduziert.

Kelude bezieht bei der Projektplanung für Häfen die Auswahl der Antriebseinheit und den Energieverbrauch in das Kostenmodell ein, da sich die Stromkosten bei kontinuierlich betriebenen Geräten wie Portalkranen über 20 Jahre erheblich summieren. Die konkreten Preise kalkuliert Kelude anhand der drei Dimensionen Tragfähigkeit, Spannweite und Triebwerksgruppe. Verbindlich ist der tatsächliche Vertrag; pauschale Zahlen werden in der Planungsphase nicht genannt.

Hafenportalkran auswählen: Diese acht Punkte vor der Projektierung prüfen

Wer die Parameter frühzeitig in einer Checkliste festhält und vor Projektbeginn Punkt für Punkt abarbeitet, vermeidet die meisten Fälle, in denen sich erst bei der Anlieferung herausstellt, dass der Kran für den Einsatz ungeeignet ist.

📖 Weiterführende Literatur: Warum Europäische Krane teurer sind: die technische Rechnung hinter FEM und DIN | Der Hauptträger ist das Rückgrat des Krans: Konstruktionsunterschiede bei importierten und inländischen Doppelträgern nach EU-Norm

Häufige Fragen