Lenksysteme für Straddle Carrier der neusten Generation

Die sogenannten ISO- oder Schiffs-Container sind heute ein standardisierter Bestandteil der globalen Lieferkette. Diese werden in der Regel direkt beim Hersteller beladen, per LKW zum nächsten Containerhafen gefahren und gelangen dann meist auf großen Containerschiffen zu ihrem Zielhafen, wo sie wiederum von einem LKW zur Feinverteilung abgeholt werden.

Damit das System reibungslos funktioniert, muss sichergestellt sein, dass genau der richtige Container zur richtigen Zeit am richtigen Ort zur Verfügung steht. Dies ist eine der klassischen logistischen Aufgaben eines Hafenbetreibers. Dazu gehören neben intelligenter Logistiksoftware auch Be-, Entlade- und Transportsysteme, die in das Logistikkonzept miteingebunden sind. Zu wissen, wo ein bestimmter Container auf dem großflächigen Hafenareal gelagert wird, ist eine Sache, eine andere ist es, ihn zu finden und in kürzester Zeit an einen bestimmten Ort zu transportieren, um ihn auf einen LKW zu verladen.

Der Weltmarktführer bei solchen Logistiksystemen für Containerhäfen arbeitet seit vielen Jahren mit Komponenten und Systemen von Wandfluh. Der Hydraulikanbieter lieferte zunächst vor allem Ventiltechnik und Elektronik für die großen Hafenkräne. Mit Proportionalhydraulikventilen und entsprechender mobiler Elektronik werden die Container während des Transports an den vier Seilen des Kranes exakt horizontal gehalten. Bei der Aufnahme von zwei Containern wird auch der Abstand zwischen den beiden Containern durch die Hydraulik so gesteuert, dass sie parallel abgeladen werden und keine Transportschäden entstehen.

Ein ähnliches elektronisch-hydraulisches System wird für selbstfahrende AGV (Automated Guided Vehicles) eingesetzt. Die AGV werden von einem Hafenkran beladen, das Entladen erledigen sie allerdings selbstständig. Vier Hydraulikzylinder sorgen dafür, dass die Behälter synchron horizontal angehoben und gleichmäßig auf einer Stützen-Vorrichtung abgesetzt werden. Von dort aus werden die Seefrachtcontainer anschließend von bemannten Großkranen in einem Zwischenlager gestapelt.

Bei der neusten Generation solcher AGV handelt es sich um selbstfahrende Kräne, sogenannte Straddle Carrier oder Portalhubwagen. Sie fahren in Längsrichtung über die Container, heben diese an und setzen sie direkt am gewünschten Lagerplatz wieder ab. Bis zu drei Container können so übereinandergestapelt werden. Die Logistiksoftware steuert dabei alle Prozesse und speichert den genauen Standort der einzelnen Container.

Mit dem ständig steigenden Transportaufkommen auf den Weltmeeren und den immer größeren Hafenanlagen gehören diese Straddle Carrier zu den Transportsystemen der Zukunft. Wandfluh hat das hydraulische Konzept zur Steuerung dieser innovativen AGVs entwickelt und bereits erfolgreich in mehreren Prototypen umgesetzt.

Der Lenkwinkel kann entweder digital von einem Lenkrad am Fahrzeug übernommen werden, oder er kann direkt mit den Befehlen der Logistiksoftware berechnet und je nach Lenkmodus über einzelne Zylinder an den sechs oder acht Rädern individuell eingestellt und mittels Winkelsensoren an den Rädern überwacht werden.

Mit zum Teil schweren Lasten müssen die Straddle Carrier auf dem Hafengelände einerseits möglichst effizient und sicher fahren, andererseits die Lasten auf engem Raum manövrieren. Um beiden Aufgaben gerecht zu werden, unterscheidet das Fahrzeug grundsätzlich zwischen dem sogenannten Truck-Modus, bei dem sich in der Kurve nur die Vorderräder mit zunehmendem Lenkwinkel bewegen, und dem sogenannten Ackermann-Modus, bei dem der Lenkwinkel der Vorderräder in entgegengesetzter Richtung zu den Hinterrädern eingestellt wird, um auf engem Raum Kurven oder gar Kreise fahren zu können.

Die Ansteuerung der Proportionalventile für die einzelnen Räder übernimmt der (SIL) Steering-Controller. Dieser wurde bei Wandfluh in Frutigen programmiert, wobei das Unternehmen im Labor eine umfangreiche Testumgebung mit Steuerrad, Ventilen, Zylindern und Sensoren nachbaute. Im Juni 2018 erfolgte schließlich der Aufbau der Hydraulik in den ersten Straddle-Carrier-Prototypen in China.

Wandfluh arbeitete bei dem Projekt eng mit dem Anwender zusammen. Nach einigen Optimierungen und unzähligen Testfahrten mit den verschiedenen Lenkmodi wurde das Fahrzeug dann übergeben. Gerade ein Jahr nach Inbetriebnahme der neuen Technik steht nun die Serienfertigung der Straddle Carrier auf der Agenda. Das Projekt hat gezeigt, dass in zukunftsträchtigen Märkten ein großes Potenzial für Spezialfahrzeuge besteht.