De elektrische havenkraan 410 KD maakt deel uit van de collectie havenkranen van het Museum aan de Stroom (MAS).

De collectie havenkranen van het MAS

Op 5 juli 1974 besliste het College van Burgemeester en Schepenen van Antwerpen om bij de verschroting van de stedelijke havenkranen minstens één representatief exemplaar per reeks te behouden en over te dragen aan het Nationaal Scheepvaart Museum, vandaag het Museum aan de Stroom (MAS). De collectie van het MAS bevat in 2013 negentien historische havenkranen. De collectie is uniek in de wereld en toont de evolutie van de kraantechnologie. De oudste kraan, een 10-tonskraan besteld bij Stuckenholz in 1884, werd nog met de hand aangedreven. De laatste kranen van de collectie dateren uit de jaren 1960.

De havenkranen op de Rijnkaai

Op de Rijnkaai, ter hoogte van de hangars 26-27 en 29, staan twaalf havenkranen van de collectie van het MAS opgesteld. Het huidige uitzicht van de Scheldekaaien kwam tot stand tijdens grootschalige infrastructuurwerken om de haveninfrastructuur te verbeteren. Tussen 1877 en 1883 werden de Scheldekaaien rechtgetrokken en werd een kaaimuur gebouwd langs de rechteroever van de Schelde, van de Kattendijksluis tot aan het Zuid. Voor de nieuwe havenkaaien moesten honderden huizen gesloopt worden. Daarbij verdween de historische stadskern rond het Steen en de iets noordelijker gelegen historische havenzone "De Werf".

Een gekasseide strook van 80 m breed werd ingericht met kades, havenkranen, treinsporen en opslagplaatsen. Er werden over de hele strook twee reeksen sporen getrokken: de rails langs de straatkant van de afdaken waren bedoeld voor het goederenverkeer tussen de Scheldekaaien en het goederenstation Zuid, de sporen langs de kaaimuur waren bedoeld om de havenkranen op te rollen. De twaalf havenkranen langs de Rijnkaai staan op de originele sporen.

Elektrische kranen

Vanaf de industriële revolutie ontwikkelde de kraantechnologie aan een hoog tempo. IJzeren kranen vervingen de houten exemplaren. Aanvankelijk waren het nog handkranen, maar al snel werden die vervangen door stoomkranen, waterperskranen en uiteindelijk elektrische kranen. De ontwikkeling van de kraantechnologie werd aangespoord door een daling van het aantal matrozen op de schepen. In de periode van de zeilschepen hadden vrachtschepen voldoende matrozen om de vracht grotendeels met eigen mankracht te laden en lossen. Met de opkomst van de stoomschepen werd de bemanning kleiner en groeide de rol van de kranen. Tussen 1880, toen de stoomschepen opkwamen, en 1912, toen de zeilschepen hun belang vrijwel verloren hadden, steeg het aantal kranen in de Antwerpse haven van 17 tot 300. In 1931 stonden er in Antwerpen al 595 hijswerktuigen opgesteld.

In 1907 werd de eerste Antwerpse elektrische kraan in gebruik genomen. De elektrische kranen werden vanaf het jaar 1908 per stuk oplopend genummerd. Naast het nummer kregen de kranen per reeks ook twee letters als kenteken toegewezen. Zo is de 45 AA de oudste elektrische kraan van de collectie. De latere reeksen werden aangeduid met nummers zoals BD, CC, CD, CK, FA, GA, HA, en zo meer.

De bestelling van de elektrische walkraan 410 KD

In december 1958 schreef het stadsbestuur een aanbesteding uit voor dertig nieuwe walkranen. In het kader van het tienjarenplan werden de kranen voor 40 procent door de stad Antwerpen gefinancierd en voor 60 procent door openbare werken. De Nederlandse groep Holland Cranes schreef in tegen de laagste prijs conform de voorwaarden. Vanuit nationaal-economische en technische overwegingen werd echter beslist om twee contracten op te maken. Holland Cranes mocht twintig walkranen leveren. Een consortium van de Belgische bedrijven Boomse Metaalwerken en ACEC (Ateliers de Construction Electriques de Charleroi) kreeg daarnaast een contract om tweeëntwintig kranen te leveren.

Eenentwintig kranen van de Boomse Metaalwerken kregen aanvankelijk het kenteken KB en konden een last van 5 ton laden en lossen. Later werden achttien van de KB-kranen aangepast zodat ze een last tot 6 ton aankonden. Deze achttien exemplaren kregen het kenteken KD. Ze werkten alle eenentwintig op 550 volt gelijkspanning. Het tweeëntwintigste exemplaar van de Boomse Metaalwerken kreeg het kenteken 427 KC en werd met een Ward-Leonardaandrijving uitgerust. De 427 KC werd aangesloten op een driefasig draaistroomnet en diende om te experimenteren met de Ward-Leonardaandrijving. De kranen van de Boomse Metaalwerken werden tussen juli 1961 en april 1962 opgeleverd voor een bedrag van 76,3 miljoen Belgische Frank. Ze werden opgesteld aan het Albertdok en het Tweede Havendok nadat er nieuwe en zwaardere kraansporen waren gelegd.

De introductie van de JA-, JB-, KA- en KB-kranen tussen 1957 en 1966 betekende dat een groot deel van de elektrische 2- en 3-tonskranen uit de jaren 1920 en 1930 werden vervangen. De laatste hydraulische kranen in de Antwerpse haven werden in 1975 buiten bedrijf gesteld. Enkele exemplaren van de reeksen KA, KB en KD bleven in dienst tot aan het begin van de eenentwintigste eeuw. Toen het gelijkspanningsnet van 550 volt werd afgesloten, werden ook de laatste elektrische kranen van de reeksen KA, KB en KD tussen 2003 en 2005 uit dienst genomen. De kranen KA, KB en KD bepaalden gedurende ongeveer 43 jaar mee het beeld van de haven van Antwerpen.

Beschrijving elektrische walkraan 410 KD

De 410 KD is een torenkraan opgebouwd uit een portaal en een draaizuil met bovenbouw.

De kraan staat op een spoor met een breedte van vijf meter en is verrijdbaar. Het portaal bestaat uit vier gelaste kokervormige poten en iedere poot staat op een bogie. Er worden twee van de vier bogies aangedreven, één aan kaaizijde en één aan landzijde. De aandrijving van het portaalrijdwerk gebeurt door middel van twee aangeflenste motoren op de aangedreven bogies. In de kaaimuur zijn elektriciteitsaansluitingen met walstroom ingewerkt. Aan de voet van de kraan is een haspel voor een elektriciteitskabel voorzien. De kabel zelf ontbreekt. Het portaal biedt voldoende ruimte om wagons en vorkliften onderdoor te laten rijden. De poten van het portaal zijn gevuld met ballast.

Het portaal in staal is een stijve draagstoel waarin de draaibare bovenbouw pivoteert. Halfweg de poten is er een knik. De poten zijn op dit niveau rondom verbonden door kokervormige gelaste balken. Bovendien zijn de poten op dit niveau verbonden met een kruis uit kokervormige balken. Op het kruis is een bordes in roostervloer gelegd, dat via een trap bereikbaar is vanop de kaai. Op het bordes staan het spilcontact en de rijweerstanden opgesteld. Vanop het bordes verschaft een korte ladder toegang tot de draaizuil. Vanaf de deur van de draaizuil leidt een ladder naar boven. Bovenaan het portaal zijn de poten opnieuw onderling verbonden en werd een grote versterkte ring aangebracht met intern een verticaal rondloopvlak waar loopwielen verbonden aan de bovenbouw van de kraan het draaibaar gedeelte van de kraan centreren.

De bovenbouw en onderbouw van de 410 KD zijn verbonden op een manier die zwenken mogelijk maakt. De bovenbouw van de 410 KD rust op een draaizuil. Dat is een omgekeerde kegel waarop de machinekamer met de erker en de toren met giek gemonteerd is. Dit systeem bouwt voort op de draaizuil zoals gebruikt op de JA- en KB-kranen van Kocks. Het onderste punt van de draaizuil steunt op een zwenktaats die in het midden van het eerste bordes staat opgesteld. Die taatslager vangt de verticale krachten op, samen met een deel van de horizontale reactiekrachten. Bovenaan de poten steunt de draaizuil op de versterkte ring van het portaal. De installatie van zwenkbogies of zwenkrollen zorgt ervoor dat de zuil kan draaien. Op dit niveau worden enkel de horizontale krachten overgebracht op het portaal. De omgekeerde kegel, met de toegang tot de machinekamer, roteert vanaf het eerste bordes mee met de bovenbouw. De sleepringen bevinden zich juist boven de taats.

Bovenop de omgekeerde kegel is de machinekamer met erker voor de kraandrijver geplaatst, die bereikbaar is na het beklimmen van enkele ladders. De machinekamer bevat de elektromotor die de bovenbouw laat zwenken door een rondsel aan te drijven die ingrijpt op de grote versterkte ring. De elektromotor werkt, net zoals alle andere elektromotoren op de kraan, op 550 volt gelijkspanning. Het toerental van de gelijkstroommotoren kan precies en relatief eenvoudig worden geregeld met elektrische weerstanden en contactoren. In de machinekamer staan nog de contactorenkast voor het zwenken en toppen en de contactorenkast voor het hijsen en vieren. In een derde kast zitten de contactoren en hoofdschakelaars voor het zwenken en toppen. In het open rek staan de aanloopweerstanden voor het hijsen, toppen en zwenken. Vanuit de stuurcabine die in een erker vooraan de machinekamer is gebouwd, heeft de kraandrijver een uitstekend zicht op zijn omgeving. De besturingselementen staan rond hem opgesteld. Een mechanisch systeem maakt de stand van de giek zichtbaar op een indicator in de stuurcabine. Als verwarming zijn elektrische kachels aanwezig. Om overbelasting van de kraan te voorkomen, is een alarmsysteem voorzien dat gekoppeld is aan de meettoestellen op de top van de toren.

Vanuit de machinekamer leidt een ladder naar de toren. De torenconstructie met een bewegend tegengewicht aan de achterzijde van de toren is in de Antwerpse haven voor het eerst toegepast in 1945 op de GA-kranen van de Britse fabrikant Stothert & Pitt. De techniek is in de jaren 1950 verder geperfectioneerd. De toren heeft vier niveaus: voor de hijslier, het topmechanisme, een leeg niveau en de torentop. De toren is aan de zijde van de giek en aan de achterzijde open zodat de installaties relatief gemakkelijk demonteerbaar zijn. Op het eerste niveau van de toren staat de hijsinrichting. Die bestaat uit een elektromotor, met overbrenging en een kabeltrommel. De hijskabel vertrekt van hieruit naar een kabelschijf in de torentop.

Het topmechanisme, dat toestaat de giek onder belasting op en neer te bewegen, staat op het tweede niveau van de toren opgesteld. De eerste elektrische kranen hadden een vaste giek, waardoor enkel een last kon worden gehesen op het uiterste punt van de draaicirkel. De kranen moesten bijgevolg op ruime afstand van elkaar worden opgesteld. In 1923 werden kranen geïnstalleerd waarvan de giek met draadstangen onbelast kon worden versteld. In 1925 werden vier reeksen van vier stuks topkranen als experiment besteld. Een topkraan, zoals de 410 KD, kan wel onder last worden versteld. Vlak boven de erker, ongeveer aan de basis van de toren, scharniert de giek rond de giekas. De giek wordt bij de 410 KD in beweging gesteld door een heugelstang met leidrollen die de giek verder naar de toren toe trekt (toppen) of van de toren wegduwt. De beweging van de elektromotor wordt met een tandwielkast overgebracht op de heugelstang.

De torenconstructie maakt het mogelijk om de giek te balanceren met een tegengewicht dat aan de achterzijde van de torenbouw op en neer kan bewegen. Het tegengewicht is daar bevestigd op een glijbaan van ongeveer achter meter lengte. Het tegengewicht is met de giek verbonden door een rollenketting die voorbij de torenkop overgaat in ophangkabels. Om de giek te laten bewegen moet dankzij het tegengewicht enkel de inertie en de wrijving van de glijbaan van de tegengewichten en de lagers worden overwonnen. Door de torenconstructie, het topmechanisme en het scharnierpunt van de giek lopen de krachten van de giektop op de lengteas van de giek, zodat die niet op buiging wordt belast maar op druk. Dit systeem zorgt ervoor dat de giek en het topmechanisme lichter kunnen worden uitgevoerd. De giek van de 410 KD is in geklonken vakwerkconstructie gebouwd.

Het niveau boven het topmechanisme bevat geen installaties. Via een ladder wordt de torenkop bereikt. De torenkop bevat meerdere elementen. Ten eerste geleiden twee kettingwielen achteraan en twee kettingwielen vooraan de twee rollenkettingen van het tegengewicht achteraan de toren naar de voorzijde, waar ze met een schakel gekoppeld zijn aan de stalen ophangkabels van de giek. Op de top van de toren zijn een platform en een bordes in de roostervloer aangebracht, die het toelaten de kettingwielen te onderhouden.

Ten tweede zijn in de torenkop twee kabelschijven terug te vinden. De eerste schijf leidt de hijskabel van de hijstrommel op het eerste niveau van de toren, naar een keerschijf in de giekkop. Vanaf de keerschijf in de giekkop gaat de kabel terug naar een tweede keerschijf in de torentop. De kabel gaat vervolgens naar de topschijf in de giek en omlaag naar de hijshaak. Dit systeem met een langere loop van de hijskabel en de installatie van vier kabelschijven laat toe om te voorkomen dat de last mee met de giek op en neer beweegt. De horizontale vlucht van de last wordt bereikt omdat bij het verstellen van de giek de afstand tussen de kabelschijven op de top van de toren en de giektop wordt vergroot of verkleind. Bij het intoppen (de giek naar de hoogste stand brengen) verkleint de afstand tussen de kabelschijven. De vrijgekomen kabellengte compenseert de stijgende hoogte van de giektop, zodat de last op min of meer gelijke hoogte blijft.

In het bestek van de haven staat dat iedere kraan moet uitgerust zijn met een automatische lastmomentbegrenzer. Het LMB-systeem zit eveneens in de top van de toren verwerkt. Met name aan de ophanging van de twee kabelschijven zijn een hefboom-veer-systeem en instelbare schakelnokken bevestigd. De meetapparatuur zit verwerkt in twee dozen op de torenkop. De schijf waar de hijskabel komende van de hijstrommel over loopt wordt gebruikt voor de meting van de maximum hijslastafschakeling van 6 ton. De ophanging van de keerschijf laat de kabelhoek die afhankelijk van de giekstand wijzigt, aflezen. Dit systeem levert informatie voor het lastmoment afschakelpunt volgens de lastmomentcurve, met name 3 ton bij de maximale vlucht van 28 meter tot 6 ton op 17 meter vlucht.

Technische kenmerken van de elektrische walkraan 410 KD

• Nuttige last: 3 ton (tot 28 meter) en 6 ton (tot 17 meter)
• Vlucht: minimum 7,5 meter en maximum 28 meter
• Massa: 111 ton
• Gewicht giek: 4,8 ton
• Tegengewicht vast: 40,5 ton in portaal
• Tegengewicht beweegbaar: 7,5 ton
• Lengte van de giek: 28,86 meter
• Kabellengte: 132 meter
• Elektromotoren: 550 volt gelijkspanning
• Hijsen: 50 of 70 pk serie - ACEC type CK 5237 - 830 omw/min
• Zwenken: 15 pk compound - ACEC type CH393 - 925 omw/min
• Toppen: 11,5 pk compound - ACEC type CH393 - 1000 omw/min
• Kraanrijden, 11,5 pk compound – ACEC type CH393 - 1000 omw/min
• Rijsnelheid: 20 meter per minuut