Eine Kranleitung ist weit mehr als eine gewöhnliche Energieübertragungsleitung: Sie gehört zu den ständig belasteten Komponenten des Bewegungsmechanismus. Die Leitung kann auf einer Trommel auf- und abgewickelt werden, zwischen Festoon-Leitungswagen Schlaufen bilden, sich entlang der Kranbrücke hin- und herbewegen oder vertikal durch ihr Eigengewicht belastet werden. Bei jeder Anordnung ist die Kombination aus Biegung, Zug, Torsion, Beschleunigung, Stoßbelastung und äußeren Umwelteinflüssen unterschiedlich. Die richtige Auswahl muss daher nicht nur nach Spannung und Querschnitt, sondern anhand des gesamten Bewegungsablaufs des Krans erfolgen.
Im Portfolio von Birtaş Kablo stehen BIRTFLEX CRANE, BIRTDRUM und BIRTFESTOON für unterschiedliche Anwendungsschwerpunkte. Ähnliche Namen bedeuten nicht, dass sämtliche Produkte untereinander austauschbar sind. Das Wickelverhalten einer Trommelleitung, die Aufhängung und Wagenbewegungen einer Festoon-Leitung sowie die Zug- und Torsionsbelastung einer frei beweglichen Kranleitung unterscheiden sich. Vor der Auswahl des Produktcodes muss die mechanische Anordnung zeichnerisch festgelegt werden; die Anforderungen an Energieversorgung, Steuerung und Schirmung sind darin einzutragen.
Zuerst das Leitungsführungssystem definieren
Bei einem Trommelsystem wird die Leitung in kontrollierten Lagen auf einen Trommelkörper gewickelt. Bei jedem Zyklus wird sie sowohl gebogen als auch auf Zug belastet; bei mehrlagiger Wicklung kann die untere Leitung dem Druck der darüberliegenden Lagen ausgesetzt sein. Im Festoon-System hängt die Leitung in Schlaufen von Leitungswagen herab. Beim Zusammenfahren der Wagen werden die Schlaufen tiefer, beim Auseinanderfahren werden sie ausgezogen. Bei frei hängender Anordnung oder Laufkatzenanschluss kann die Leitung unregelmäßigeren Pendel- und Torsionsbewegungen ausgesetzt sein. Eine Energiekette erzeugt dagegen eine geführte, wiederholte Biegebewegung.
Beschränkt sich die Spezifikation auf den Begriff „Kranleitung“, bleibt unklar, welches Bewegungsprofil der Hersteller zugrunde legen soll. Anzugeben sind Krantyp, horizontaler und vertikaler Verfahrweg, Hubhöhe, bewegte Leitungslänge, Anzahl der Wickellagen, Durchmesser von Trommel und Umlenkrollen, Zyklenzahl, Betriebsgeschwindigkeit, Beschleunigung, Wind und Temperatur. Ebenso muss dokumentiert werden, ob die Leitung ihr Eigengewicht trägt, ob ein separates Zugelement verwendet wird und welche Lasten an den Anschlusspunkten auftreten.
| Mechanismus | Typische Beanspruchung | Prüfpunkte bei der Projektierung |
|---|---|---|
| Trommelwicklung | Wiederholte Biegung, Zug, Lagendruck | Trommel-/Rollendurchmesser, Wickelrichtung, Leitungszug und Lagenzahl |
| Festoon | Hängeschlaufen, Wagenbewegungen, Pendeln | Schlaufenlänge, Wagenabstand, Schellen und Mindestbiegeradius |
| Laufkatze und Kranbrücke | Horizontale Bewegung, Vibration, Außenbedingungen | Verfahrgeschwindigkeit, Beschleunigung, Streckenlänge und mechanische Führung |
| Vertikale freie Aufhängung | Eigengewicht, Zug und Torsion | Tragelement, Aufhängehöhe und Zugentlastung |
| Energiekette | Geführte Biegung, Reibung und Beschleunigung | Kettenradius, Füllgrad, Trennstege und Befestigungspunkte |
BIRTFLEX CRANE für freie Bewegung und Schwerlastanwendungen
BIRTFLEX CRANE PUR-HF wird von Birtaş Kablo als TPE-isolierte Kran- und Trommelleitung mit hochflexiblem PUR-Mantel beschrieben. Der offiziell angegebene Einsatzbereich umfasst Trommel-Auf- und Abwickelsysteme, Krane, Antriebs- und Schienenzugmotoren sowie schwere Anwendungen in der Hebe-, Transport- und Fördertechnik. Laut Beschreibung ist das Produkt für mechanische Beanspruchung sowie Torsions- und Zugbelastungen in öligen, trockenen, feuchten und nassen Umgebungen vorgesehen.
Der Hersteller beschreibt die Beständigkeit des Außenmantels gegen Reißen, Abrieb, Kerben, Witterung, Kälte, Öl, verschiedene Chemikalien, Hydrolyse, Mikroorganismen, Ozon und UV-Einwirkung. Dieser breite Umfang bedeutet keine uneingeschränkte Eignung für jede Chemikalie und jede Konzentration. In Umgebungen wie Häfen, Stahlwerken oder Abfallanlagen müssen Kraftstoffe, Hydrauliköle, Salz, Reinigungschemikalien und heiße Oberflächen einzeln erfasst werden. Die Verträglichkeit ist anhand der aktuellen technischen Dokumentation des ausgewählten Produkts zu bestätigen.
Geschirmte BIRTDRUM C-PUR-HF für Trommelanwendungen
Bei einer Trommelleitung ist die Wickelstabilität ebenso wichtig wie die elektrische Funktion der Leiter. Die Leitung muss der Trommel im richtigen Winkel zugeführt werden, darf nicht entgegen der vorgesehenen Richtung beansprucht werden, und die Umlenkrollen müssen zum Leitungsdurchmesser passen. Trommelrille, Wickelsteigung und Zugkraft werden so ausgelegt, dass die Leitung weder gequetscht noch zwischen den Lagen eingeklemmt wird. Wird die Leitung beim Abwickeln von der Lieferhaspel in Schlaufen auf den Boden geworfen oder um ihre eigene Achse verdreht zugeführt, können bereits vor der Inbetriebnahme innere Spannungen entstehen.
BIRTDRUM C-PUR-HF wird auf der offiziellen Produktseite als TPE-isolierte, geschirmte Kran- und Trommelleitung mit flexiblem PUR-Mantel vorgestellt. Beschrieben wird ein Aufbau mit flexiblen Kupferleitern der Klasse 5 nach EN 60228, einem zentralen TPU-ummantelten textilen Tragelement, bei Bedarf Füllelementen, einem Schirmgeflecht aus verzinnten Kupferdrähten, einem Torsionsschutz aus Polyestergarn und einem halogenfreien PUR-Außenmantel. Der Schirm dient dem Schutz vor externen elektrischen Störungen und darf nicht mit der Schutzerdung verwechselt werden.
Zu den vom Hersteller für dieses Produkt veröffentlichten Werten gehören eine Bemessungsspannung von 0,6/1 kV, ein Temperaturbereich von −50 bis +90 °C bei fester Verlegung und von −40 bis +90 °C bei bewegtem Einsatz sowie ein Mindestbiegeradius von 7,5 × D bei bewegtem Einsatz. Die maximale Torsion wird mit ±50°/m angegeben, die maximale Zugspannung der Leitung bezogen auf den Leiterquerschnitt mit 25 N/mm². Für Trommelsysteme werden maximale Verfahrgeschwindigkeiten von horizontal 180 m/dakika und vertikal 120 m/dakika veröffentlicht; für Festoon-Systeme und Energieketten sind es 240 m/dakika.
Diese Zahlen dürfen bei der Auslegung nicht unmittelbar als „zulässiger Betriebspunkt“ übernommen werden. Die Werte sind nur im Zusammenhang mit der jeweiligen Produktfamilie, den Prüfbedingungen und einer korrekten Installation aussagekräftig. Gleichzeitig auftretende Belastungen durch Zug, Temperatur, Geschwindigkeit und Biegeradius können die Lebensdauer beeinflussen. Bei der Projektierung muss gegenüber dem nominalen Betriebswert eine Sicherheitsreserve vorgesehen, der tatsächliche Produktaußendurchmesser verwendet und dem Hersteller das vollständige mechanische Belastungsprofil übermittelt werden. Diese Werte dürfen nicht automatisch auf andere BIRTDRUM- oder BIRTFESTOON-Produkte übertragen werden.
BIRTFESTOON PUR-HF für Festoon-Systeme
In einer Festoon-Anordnung bildet die Leitung zwischen den Leitungswagen kontrollierte Schlaufen. Schlaufentiefe und Wagenabstand werden so berechnet, dass der Mindestbiegeradius der Leitung nicht unterschritten wird. Die Schellen müssen die Last verteilen, ohne die Leitung zu quetschen; für Flach- und Rundleitungen sind jeweils geeignete Träger zu verwenden. Zusammenstöße der Wagen, Radverschleiß oder eine fehlerhafte Schienenausrichtung führen zu Stoßbelastungen der Leitung. Allein der Einbau einer neuen Leitung beseitigt keine Fehler, die durch einen defekten Mechanismus verursacht werden.
BIRTFESTOON PUR-HF ist eine Familie TPE-isolierter Energie- und Steuerleitungen für Krane mit flexiblem PUR-Mantel. Die offiziellen Datenblätter führen einadrige Ausführungen mit großen Querschnitten sowie mehradrige Energie- und Steuerleitungsquerschnitte auf. Diese Vielfalt dient dazu, unterschiedliche elektrische Aufgaben innerhalb desselben Mechanismus abzudecken. Bei der Bestellung sind nicht nur der Familienname, sondern auch Aderzahl, Querschnitt, PE-Anordnung, vollständiger Produktcode und ungefährer Außendurchmesser anzugeben. Die Abmessungen von Festoon-Leitungswagen und Schellen sind anhand des gewählten Außendurchmessers erneut zu überprüfen.
Wie wählt man zwischen geschirmtem und ungeschirmtem Aufbau?
Schützsteuerung, analoge Messung, Geberrückführung, umrichtergespeister Motor und Sicherheitssignal weisen an einem Kran unterschiedliche elektrische Eigenschaften auf. Am Ausgang eines drehzahlvariablen Antriebs können hochfrequente Gleichtaktströme entstehen; Schirmung und Motoranschluss werden gemäß den EMC-Vorgaben des Antriebsherstellers ausgelegt. Steuersignale mit niedrigem Pegel werden möglichst getrennt von Energieleitungen geführt. Ein geschirmter Aufbau wie bei BIRTDRUM C-PUR-HF kann unter bestimmten Störbedingungen Vorteile bieten. Ohne korrekte Schirmdurchgängigkeit und Schirmkontaktierung wird der erwartete Nutzen jedoch nicht erreicht.
Die Schirmanbindung muss über die Einführung in den Schaltschrank, den Anschluss an der Trommel, den Klemmenkasten und das bewegliche Gerät hinweg als durchgängiges Konzept betrachtet werden. Der Anschluss des Geflechts über einen langen Anschlusszopf erhöht insbesondere bei hohen Frequenzen die Impedanz. Eine 360-Grad-Schirmklemme, eine geeignete Metallkabelverschraubung und ein Potenzialausgleich werden entsprechend den Projektanforderungen eingesetzt. Die PE-Ader dient der elektrischen Sicherheit und ersetzt den Schirm nicht; ebenso darf der Schirm nicht als PE verwendet werden.
Berechnung von Querschnitt und Spannungsfall
Bei der Versorgung von Motoren oder Hubwerken wird der Leitungsquerschnitt anhand von Dauerstrom, Lastspiel, Umgebungstemperatur, Wärmeabgabe der aufgewickelten Leitung, Häufung und Spannungsfall berechnet. Sind mehrere Leitungslagen auf der Trommel aufgewickelt, können sich die thermischen Bedingungen von denen auf einer offenen Kabelrinne unterscheiden. Motoranlauf, Bremsspule oder Umrichterlast verursachen kurzzeitige Strom- und Spannungsverläufe. Auch wenn der Hersteller Referenzwerte zur Strombelastbarkeit angibt, muss die endgültige Dimensionierung nach der Anlagenstandardisierung und den tatsächlichen Verlegebedingungen erfolgen.
Bei langen Kranleitungen kann der Spannungsfall nicht nur die Leistungsversorgung, sondern auch die Zuverlässigkeit von Brems- und Steuerstromkreisen beeinflussen. Mit zunehmendem Aderquerschnitt steigen Außendurchmesser, Gewicht und Mindestbiegeradius der Leitung; dadurch verändert sich auch die Geometrie von Trommel und Festoon-System. Elektrische und mechanische Berechnungen müssen deshalb nicht nacheinander, sondern iterativ durchgeführt werden. Nach einer Leitungsänderung sind Rollen, Wagen, Schellen und Trommelkapazität erneut zu prüfen.
Vertikale Leitungsführung und Zugkraft
Eine vertikal betriebene Leitung erzeugt durch ihr Eigengewicht eine erhöhte Zugkraft am oberen Befestigungspunkt. Ohne Kenntnis von Länge, Gewicht in Kilogramm pro Meter und dynamischer Beschleunigung lässt sich die Eignung nicht allein anhand des Querschnitts beurteilen. Auch bei Produkten mit zentralem Tragelement oder Stützelement ist entscheidend, wie die Kraft in die Leitung eingeleitet wird. Wird die Leitung ausschließlich am elektrischen Steckverbinder aufgehängt, werden Kontakte und Dichtelemente mechanisch belastet.
Die Zugentlastung muss die Kraft verteilen, ohne den Mantel einzuschneiden, und darf die Biegebewegung entlang des Bewegungswegs nicht blockieren. Bei vertikalen Trommelsystemen ist zu beachten, dass der Hersteller unterschiedliche horizontale und vertikale Geschwindigkeitswerte angeben kann. Wind, Lastpendeln und dynamische Kräfte beim Not-Halt werden gesondert betrachtet. Bei Verwendung eines Tragseils oder einer unabhängigen mechanischen Abstützung ist die Abstimmung von Länge und Dehnung mit der elektrischen Leitung zu prüfen.
Trommel- und Rollengeometrie
Der Mindestbiegeradius wird auf die Mittellinie der Leitung bezogen. Bei der Festlegung des Trommeldurchmessers ist die Definition im Produktdatenblatt sorgfältig zu beachten. Eine kleine Trommel kann Platz sparen, erzeugt jedoch höhere zyklische Beanspruchungen in Leitern und Schirm. Die Durchmesser von Umlenkrolle und Haupttrommel müssen getrennt geprüft werden. Das Rillenprofil darf die Leitung nicht einklemmen, die Leitungen dürfen nicht über Kreuz gewickelt werden, und ein korrekter Einlaufwinkel ist einzuhalten.
Die Wickelrichtung muss mit der herstellungsbedingten natürlichen Orientierung der Leitung und der Systembewegung übereinstimmen. Vor der Erstinstallation sind Rollen auf Beschädigungen sowie die Anlage auf scharfe Kanten, Schweißgrate und korrekte Ausrichtung zu prüfen. Die Leitung wird in der richtigen Richtung von der Lieferhaspel abgewickelt, nicht über den Boden gezogen, und verdrehte Schlaufen werden nicht gewaltsam auseinandergezogen. Eine während der Montage vorübergehend auftretende übermäßige Zugbelastung kann den Ausgangspunkt für einen späteren Betriebsausfall bilden.
Abnahmeprüfungen bei der Inbetriebnahme
- Produktidentifikation: Vergleichen Sie Haspelkennzeichnung, Produktcode, Aderzahl und Querschnitt, Fertigungsangaben und Leitungslänge mit den Bestellunterlagen.
- Mechanische Prüfung: Prüfen Sie Mantel, Trommel, Rollen, Wagen, Schellen, Anschlüsse und Zugentlastungspunkte.
- Elektrische Prüfung: Prüfen Sie Aderdurchgängigkeit, PE, Isolation und Schirmanbindung mit einem für die angeschlossenen Betriebsmittel geeigneten Messverfahren.
- Zyklus bei niedriger Geschwindigkeit: Beobachten Sie das Wickel-, Schlaufen- und Führungsverhalten über den gesamten Verfahrweg; achten Sie auf Quetschungen oder Verdrehungen.
- Stufenweise Belastung: Erhöhen Sie Geschwindigkeit und Last kontrolliert; protokollieren Sie Motorstrom, Spannung, Temperatur und mechanisches Verhalten.
- Notfallprüfung: Beobachten Sie im Rahmen des Sicherheitsverfahrens die Auswirkungen des Stillsetzens und Wiederanlaufs auf die Leitung.
Wartung und Fehleranalyse
Bei der regelmäßigen Prüfung ist auf Mantelabrieb, Abflachungen, Risse, Blasen, örtliche Veränderungen des Außendurchmessers, Abzeichnungen des Schirms und Verfärbungen zu achten. Trommelrille, Rollenlager, Festoon-Leitungswagen und Schellen werden gemeinsam mit der Leitung untersucht. Wiederkehrende Schäden an einer bestimmten Stelle weisen in der Regel auf ein Problem mit der Leitungsführungsgeometrie, der Zugbelastung oder der Ausrichtung hin. Wird nur die Leitung ersetzt, ohne die mechanische Ursache zu beseitigen, tritt der Fehler erneut auf.
In den Wartungsaufzeichnungen sind die Fehlerstelle, Betriebsstunden, Zyklen, Witterungs- und Lastbedingungen, Fotos sowie das Produktetikett der ausgebauten Leitung zu dokumentieren. Die neue Leitung wird anhand des vollständigen Produktcodes ausgewählt; die Angabe „PUR-Kranleitung mit gleichem Querschnitt“ allein reicht nicht aus. Schirmung, Tragelement, Torsionsschutz und Bewegungsdaten können sich bei äußerlich ähnlichen Produkten unterscheiden. Ist eine Verbindungsstelle unvermeidbar, muss sie außerhalb des Bewegungsbereichs liegen; ihre elektrische und mechanische Eignung ist gemäß dem Projektverfahren nachzuweisen.
Erforderliche Projektdaten für die Angebotserstellung
- Krantyp, Trommel-/Schleppleitungs-/Laufkatzenanordnung, horizontale und vertikale Verfahrwege
- Durchmesser der Trommel und sämtlicher Umlenkrollen, Rillengeometrie und Wickellage
- Fahr- und Hubgeschwindigkeit, Beschleunigung, Zyklen, Betriebsklasse und Not-Halt-Verhalten
- Länge, über die die Leitung ihr Eigengewicht trägt, Zugkraft und Torsionsdaten
- Spannung, Strom, Motor-/Antriebstyp, Aderzahl, Querschnitt sowie Anforderungen an PE und Schirmung
- Umgebungstemperatur sowie Belastungen durch UV, Öl, Chemikalien, Wasser, Salz, Staub und mechanische Stöße
- Anforderungen an Halogenfreiheit und Brandverhalten, Branchennormen, Zertifikate und Prüfprotokolle
- Leitungslänge, Montagezugabe, Anschlussverfahren, Kabelverschraubungen und Ersatzteilmenge
Bei der Auswahl der Kranleitungsfamilie von Birtaş Kablo bewertet Oskon die elektrische Berechnung und das mechanische Tragsystem in einem gemeinsamen Modell. Nach der Festlegung auf BIRTFLEX CRANE, BIRTDRUM oder BIRTFESTOON werden der vollständige Produktcode, der Außendurchmesser, die Bewegungsgrenzen und die Beständigkeit gegenüber Umgebungseinflüssen anhand des aktuellen Datenblatts überprüft. Das Ergebnis ist nicht nur eine funktionsfähige Energieversorgung, sondern eine Kranverkabelungslösung, die über den gesamten Bewegungsablauf geschützt, geprüft und in Wartungsaufzeichnungen dokumentiert werden kann.
Offizielle technische Quellen
- Birtaş Kablo – Kranleitungen
- Birtaş Kablo – Leitungen für Kran- und Trommelanwendungen
- Birtaş Kablo – BIRTFLEX CRANE PUR-HF
- Birtaş Kablo – BIRTDRUM C-PUR-HF
- Birtaş Kablo – BIRTFESTOON PUR-HF
Die technischen Werte gelten für die jeweilige Produktfamilie und Variante. Vor der Bestellung sind das aktuelle Datenblatt, die Querschnittstabelle, die mechanischen Einbaugrenzen, die Zertifikate und die Verfügbarkeit für den vollständigen Produktcode mit dem Hersteller zu bestätigen.
