Op logistieke beurzen ontstaat vaak de indruk dat snelheid het belangrijkste criterium is bij de aanschaf van miniload-kranen. In de praktijk is vooral de in- en uitslagcapaciteit van belang, en die hangt van veel meer factoren af dan van de topsnelheid van de kranen. Bovendien wordt een ander criterium steeds belangrijker: energieverbruik. Sneller is dus niet altijd beter.
Met een snelheid van 6 m/s zitten de vandaag de dag verkrijgbare miniload-kranen wel zo’n beetje aan hun bovengrens. Natuurlijk is het mogelijk om nog krachtigere motoren te monteren die de kraan met nog meer snelheid over de rail in een gangpad stuwen. Dat leidt echter tot problemen op andere terreinen die ervoor zorgen dat een hogere snelheid ongewenst is.
“Dan moet je morrelen aan de ontwerpcriteria”, vertelt Thomas Hinterkörner, key accountmanager van TGW. Hij krijgt bijval van Antal Vamos, sales manager Benelux van Stöcklin. “Dan moet je gaan oppassen dat bakken of dozen niet eraf waaien. Bovendien zijn de krachten die op de constructie worden uitgeoefend zo groot, dat je moet oppassen voor slijtage of zelfs brekende masten.”
Volgens productmanager Martin Fackelmann van SSI Schäfer is het bovendien nog maar de vraag of een hogere snelheid daadwerkelijk tijdwinst oplevert. Een hogere snelheid betekent ook meer schommelingen in de mast, waardoor de kraan meer tijd nodig heeft om zich te positioneren voor een opslaglocatie. “De tijd die je daarmee verliest kan wel eens groter zijn dan de tijd die je wint door sneller te rijden”, stelt Fackelmann.
Versnelling
Natuurlijk is snelheid een factor die van invloed is op de keuze voor een miniload-systeem. Snelheid is een van de factoren die bepalend is voor de in- en uitslagcapaciteit. In een totaaloplossing kan een topsnelheid van 5 of 6 m/s net het verschil betekenen tussen wel of geen extra kraan en extra gangpad.
Keerzijde is dat een hogere snelheid ook weer tot ruimteverlies in de gangpaden leidt. Aan elk uiteinde van een gang moet immers een hydraulische stootbuffer worden geplaatst voor het geval dat de remmen het begeven. Volgens de regels moeten deze buffers 70% van de topsnelheid van de kranen kunnen opvangen. Hoe hoger de topsnelheid, hoe sterker en dus hoe langer de buffer moet zijn. “En de ruimte die nodig is voor de buffer, kan niet worden gebruikt voor opslag”, aldus Fackelmann.
Hoe hoog de topsnelheid nu ook precies is, in veel warehouses komen miniload-kranen daar maar zelden aan toe. Voordat ze de 6 m/s hebben gehaald, is de bestemming al in zicht en moeten ze weer vol in de remmen. Dat geldt in ieder geval voor toepassingen waarbij miniload-kranen worden gebruikt voor aanvulling van picklocaties in doorrolstellingen, zoals in het Dynamic Picking System (DPS) van Witron. Ook in warehouses waarin een miniload fungeert als een tijdelijke expeditiebuffer is de topsnelheid vaak van ondergeschikt belang. In dergelijke expeditiebuffers is het aantal opslaglocaties en de lengte van de gangen vaak beperkt. De ruimte om op topsnelheid te komen, ontbreekt dan gewoon. In de meeste concepten is versnelling daarom een belangrijker criterium dan snelheid (zie ook kader 1: Snelheid en versnelling).
Antipendel-systeem
Zoals gezegd leidt een hogere snelheid ook tot meer schommelingen in de mast. Om die schommelingen tegen te gaan biedt Stöcklin sinds kort de mogelijkheid om een antipendelsysteem op de kraan te monteren. Dit antipendelsysteem bestaat in het geval van Stöcklin uit een motor bovenin de mast. Die motor is gesynchroniseerd met de aandrijfmotor in het onderstel. Als de aandrijfmotor remt en de mast bovenin de neiging heeft om naar voren door te buigen, zorgt de motor voor een tegengestelde beweging waardoor de mast verticaal blijft. “Daardoor zijn de schommelingen verdwenen en hebben we geen positioneringstijd meer nodig. Bij de eerste klant waarvoor we dit hebben toegepast, was dit net genoeg om de benodigde in- en uitslagcapaciteit te halen”, vertelt Vamos, die eraan toevoegt dat dit systeem alleen nodig is voor kranen hoger dan 15 meter.
Antipendelsystemen zijn niet nieuw. Ook TGW levert miniload-kranen met een motor in de top om schommelingen tegen te gaan. Bij dit bedrijf uit Oostenrijk, in de Benelux vertegenwoordigd door Egemin Automation, is het antipendelsysteem nodig vanaf 12 meter. Tot die hoogte is de mast voldoende stijf om een minimale positioneertijd te garanderen. “In de vorige versie van onze miniload-kraan lag de grens nog op tien meter. We hebben die grens opgehoogd omdat de meeste projecten in de range tot twaalf meter zitten”, vertelt Hinterkörner.
SSI Schäfer levert kranen zonder antipendelsystemen, zelfs niet als die kranen de maximale hoogte van 24 meter hebben. Deze magazijninrichter probeert zijn masten zo’n stijve constructie mee te geven dat de schommelingen beperkt blijven. “Nadeel van een antipendelsysteem is dat een zware motor in de top van de mast weer tot extra krachten en vibraties leidt, waardoor de stellingconstructie zwaarder moet worden uitgerust. Ook onderhoud wordt lastiger. Ergens in het gangpad of op de kraan zelf zul je een onderhoudsplatform moeten creëren”, vertelt Fackelmann.
Gewichtsbesparing
Haaks op snelheid en versnelling staat een ander aanschafcriterium dat steeds belangrijker wordt: energieverbruik. Een belangrijke manier om het energieverbruik te verminderen is gewichtsreductie. Veel leveranciers hebben de afgelopen jaren minder en ander materiaal gebruikt, waardoor het gewicht is afgenomen. De nieuwe miniload-kraan van TGW bijvoorbeeld weegt maar liefst 24% minder dan zijn voorganger, wat tot een daling in het energieverbruik van 19% leidt.
Bijkomend voordeel is dat de versnelling kon worden opgeschroefd van 3,0 naar 3,5 m/s2. “Allereerst hebben we uitsparingen gemaakt in de staalplaten waaruit de mast is opgebouwd. Daarnaast hebben we carbon toegepast in de lastopnamemiddelen. Die waren oorspronkelijk van staal en later van aluminium, maar dat materiaal is niet sterk genoeg. Carbon daarentegen is heel sterk en tegelijkertijd ook heel licht”, vertelt Hinterkörner.
TGW heeft in het verleden kranen gemaakt met een mast van aluminium, maar is daar vanaf gestapt en gebruikt nu weer staal. Stöcklin gebruikt al langere tijd aluminium, onder meer vanwege het gewichtsvoordeel. SSI Schäfer, dat al jarenlang miniload-kranen levert maar pas sinds 2008 kranen van eigen ontwerp toepast, kiest omwille van de stabiliteit bewust voor een constructie van lichte staalplaat.
Regeneratie
Behalve gewichtsbesparing kan ook een slim besturingssysteem voor verlaging van het energieverbruik zorgen. Een voorbeeld is het aanpassen van rij- en hefsnelheden aan de omstandigheden. Het is zonde van de energie om voor een enkele opdracht te versnellen tot 6 m/s als de kraan daarna twee minuten stil staat. In dat geval had een snelheid van 3 m/s of nog minder ook volstaan. Een lagere snelheid betekent minder afremmen en dus minder energieverspilling.
Egemin Automation zorgt er daarnaast voor dat de hefsnelheid van de TGW-kranen exact wordt afgestemd op de rijsnelheid. Als de kraan in horizontale richting 20 seconden nodig heeft om op de plaats van bestemming te komen, wordt de hefsnelheid zodanig verlaagd dat ook de verticale beweging 20 seconden duurt.
Een andere mogelijkheid is regeneratie. Energie die vrijkomt bij het afremmen van de kraan, kan weer worden teruggevoerd in het net. Stöcklin en SSI Schäfer gaan nog een stapje verder. Zij gebruiken de vrijgekomen energie voor het heffen. Terwijl een kraan normaal gesproken al start met heffen zodra de kraan gaat rijden, wordt hefbeweging nu zo lang mogelijk uitgesteld. “Op die manier kost heffen zo weinig mogelijk extra energie”, vertelt Fackelmann. “En je verliest geen tijd, want het maakt niet uit of het heffen aan het begin of eind plaatsvindt. Een energiebesparing van 25 tot 40% is met dit soort slimmigheidjes al snel realiseerbaar”, vertelt Vamos.
Allocatie van artikelen
Ondanks alle inspanningen van de kranenbouwers zit de grootste winst met betrekking tot capaciteit en energieverbruik waarschijnlijk niet in technische innovaties, maar in heel andere zaken. Denk bijvoorbeeld aan de allocatie van artikelen. Door snellopers vooraan te leggen en langzaamlopers achteraan, daalt de gemiddelde rijafstand. Door zowel langzaamlopers als snellopers evenredig over de verschillende gangen te verdelen, wordt de werklast zo goed mogelijk over de kranen verdeeld. Dat betekent niet alleen dat de in- en uitslagcapaciteit optimaal wordt benut, maar ook dat de kranen gemiddeld iets langzamer kunnen rijden.
Een ander factor betreft de vraag of artikelen enkeldiep, dubbeldiep of zelfs driedubbeldiep moeten worden opgeslagen. Het is in een dubbeldiep systeem onwenselijk om het voorste artikel telkens eerst te moeten verplaatsen voordat het achterste kan worden gepakt. Die onnodige bewegingen kunnen worden voorkomen door bijvoorbeeld zo veel mogelijk dezelfde artikelen achter elkaar te leggen. Als dat niet lukt, zijn andere trucs voorhanden. Het lastopnamemiddel kan bijvoorbeeld zowel de voorste als de achterste bak opnemen en de voorste bak onderweg afzetten op een vrije locatie. Op de vrijgekomen plek op het lastopnamemiddel kan vervolgens een andere bak worden meegenomen. “Op deze manier kunnen we een capaciteit realiseren die 40% hoger ligt dan bij een enkeldiep systeem”, vertelt Kennis.
Een relatief nieuwe ontwikkeling is dat miniload-kranen naast bakken ook dozen verwerken. Ook dat kan een gunstige invloed op de in- en uitslagcapaciteit hebben. Het is immers niet langer nodig om vast te houden aan de standaard breedte van een bak. Als dozen smaller zijn, kunnen ze dichter op elkaar worden gelegd. Dat leidt tot een hogere opslagdichtheid en dus kortere afstanden.
Dit toont opnieuw aan dat snelheid en versnelling maar twee van de vele factoren zijn die bepalend zijn voor de in- en uitslagcapaciteit. En in veel situaties zijn het zeker niet de belangrijkste factoren.
Snelheid en versnelling
Belangrijker dan de snelheid is de versnelling van miniload-kranen. De specificaties die de leveranciers van kranen opgeven, variëren van 3,0 tot 4,0 m/s2. In de tabel hieronder is aangegeven wat de consequenties zijn van een kleinere of grotere versnelling als we uitgaan van een topsnelheid van 6,0 m/s.
| Versnelling (in m/s2) | Tijd nodig om van 0 tot 6,0 m/s te komen | Afgelegde afstand totdat topsnelheid is bereikt |
| 3,0 | 2,0 | 6,0 |
| 3,5 | 1,7 | 5,1 |
| 4,0 | 1,5 | 4,5 |
Een kraan met een versnelling van 3,0 m/s2 heeft dus al 6,0 meter afgelegd voordat hij de topsnelheid bereikt. Een tweede kraan met een versnelling van 4 m/s2 rijdt al na 4,5 meter op topsnelheid. Als we dezelfde afstanden als remweg aanhouden, kan de eerste kraan zijn topsnelheid dus pas benutten als de afstand tot de volgende locatie 12,0 meter of meer bedraagt. De tweede kraan haalt zijn topsnelheid al bij een afstand van 9,0 meter tussen twee opeenvolgende locaties.
