Schwingungsdämpfer Zug um Zug gegen Vibrationen geschützt

Autor / Redakteur: Robert Timmerberg* / Jan Vollmuth

Autonomes Fahren ist beim Materialtransport schon Alltag. Gummi-Metall-Isolatoren von ACE schützen die Elektronik der autonomen Routenzüge von Schiller Automatisierungstechnik vor Stößen und Vibrationen.

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Autonomer Transport von 500 t Material vom Lager zur Montage täglich dank Digitalisierung und Autonomisierung der Logistikaufgaben mit der fahrerlosen Routenzug-Flotte von Schiller Automatisierungstechnik GmbH
Autonomer Transport von 500 t Material vom Lager zur Montage täglich dank Digitalisierung und Autonomisierung der Logistikaufgaben mit der fahrerlosen Routenzug-Flotte von Schiller Automatisierungstechnik GmbH
(Bild: Schiller Automatisierungstechnik GmbH)

Gut Ding will Weile haben: Ein Lastzug, der zu 99,986 % verfügbar ist, selbstständig fährt und die schnellste Strecke wählt – das ist für den Fernlastverkehr noch Zukunftsmusik. Für die autonomen Transportfahrzeuge der Schiller Automatisierungstechnik GmbH ist es bereits Realität: Das Unternehmen hat jüngst im Auftrag eines großen bayerischen Automobilherstellers ein Projekt mit 22 autonomen Routenzügen erfolgreich abgeschlossen. Die Flotte transportiert je Arbeitstag über 500 t Material vom Lager zur Montage und legt dabei täglich eine Strecke über 300 km zurück. Während des Tests über 10 Schichten wurden mehr als 1.550 km bei höchster Verfügbarkeit autonom absolviert.

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Herausforderung Sicherheitstechnik

Die Grundlage für die Entwicklung von Lösungen für autonome Routenzüge schaffte das Unternehmen mit Hauptsitz im bayerischen Osterhofen bereits im Jahr 2018. „Es war uns schnell klar, dass für unsere fahrerlosen Transportsysteme die Sicherheitstechnik ein zentrales Thema sein wird, weil man bei Routenzügen, so wie beim Betrieb mit Anhängern im Allgemeinen, die Spuruntreue der Anhänger als eine wichtige Aufgabenstellung zu lösen hat“, erläutert Peter Stoiber, Bereichsleiter Mobile Robotics bei Schiller, eine der Herausforderungen der Entwicklungsarbeit.

Es war uns schnell klar, dass für unsere fahrerlosen Transportsysteme die Sicherheitstechnik ein zentrales Thema sein wird.

Peter Stoiber, Schiller Automatisierungstechnik

Safety first: Auch um die strengen Vorschriften der Maschinenrichtlinie einzuhalten, mussten der Ingenieur und sein Team die Fehlerwahrscheinlichkeit aller Bauteile durchrechnen und für höchste Verfügbarkeit sorgen.

Handelsübliche Elektroschlepper umrüsten

Die Entwicklungsarbeiten führten zur Perfektionierung eines Indoor-GPS, mit dessen Hilfe der Routenzug stets erkennt, wo er sich befindet. Dadurch sind auf dem Transportweg keine baulichen Veränderungen zur Orientierung nötig. Jeder Routenzug von Schiller lässt sich zudem leicht veränderten Situationen im Fertigungsprozess anpassen und ist auch an anderen Standorten einsetzbar.

Der größte Vorteil der Lösung: Handelsübliche Elektroschlepper können mit der Schiller-Technologie zu autonom fahrenden Systemen umgerüstet werden.

Elektronik ausfallsicher verpackt

Auch wenn die Routenzüge prinzipiell noch nach der Ausstattung mit den Umrüstkits per Fahrer zu bedienen sind, zeigt der Autopilot Tag für Tag im Alltag seine Stärken. Ist der Routenzug beispielsweise in der Nähe der nächsten Arbeitsstation angekommen, meldet eine Smartwatch am Handgelenk des zuständigen Mitarbeiters per Vibrationsalarm den Status. Dieser kann die Waggons dann be- oder entladen und das Signal „alle Aktionen erledigt, Zug weiterschicken“ geben. Auf diese Weise wird die Route ohne Zeitverzug fortgesetzt. Unnötige Wegezeiten des Personals entfallen.

So smart der Schiller-Routenzug auch ist, eines kann er nicht: fliegen. Und das war im Entwicklungsprozess eines der letzten Probleme, denen sich Peter Stoiber mit seinem Team zu stellen hatte. Schließlich muss der Zug auf den vielen unterschiedlichen Wegen durch das Automobilwerk auch einmal auf unebenen Strecken fahren oder Gebäudegänge überqueren – potenzielle Gefahrenstellen, welche die Ausfallsicherheit der Elektronik gefährden. Deshalb galt es zu vermeiden, dass der Schaltschrank in Schwingungen versetzt wird. Zu diesem Zweck sollte der Routenzug an den entscheidenden Stellen mit Schwingungsdämpfern ausgerüstet werden.

Gummi-Metall-Isolatoren schützen Schaltschrank

Wie bei allen elektronischen und mechanischen Bestandteilen des Systems wurden die potenziellen Lösungen hierfür seitens Schiller sehr genau analysiert und getestet. Als idealen Lösungspartner ermittelte die Konstruktionsabteilung die ACE Stoßdämpfer GmbH. „ACE überzeugte uns zuerst durch die große Auswahl an in Frage kommenden Komponenten und weil wir auf der ACE-Homepage die Schwingungsdämpfer konfigurieren und berechnen konnten“, blickt Peter Stoiber zurück.

ACE überzeugte uns auch weil wir auf der ACE-Homepage die Schwingungsdämpfer konfigurieren und berechnen konnten.

Peter Stoiber, Schiller Automatisierungstechnik

Basierend auf den Eckdaten der Maximalgeschwindigkeit von 10 km/h und des Schaltschrankgewichts von 50 kg, wurden vier Gummi-Metall-Isolatoren vom Typ AAM-52205 ermittelt. Diese Familie der wartungsfreien und einbaufertigen Schwingungsdämpfer ist dafür geschaffen, Belastungen zwischen 0,5 kg und 22,7 kg aufzunehmen. Damit helfen die kleinen stoß- und schwingungsisolierenden Verbindungselemente effektiv beim Schutz leichterer Komponenten. Sie isolieren in allen Richtungen und sind in jeder gewünschten Raumachse montier- und für Belastungen in Schub-, Druck- und Zugrichtung einsetzbar. Standardmäßig aus verzinktem Metall und mit Gummibauteilen aus Neopren gefertigt, kann man sie für Sonderanwendungen gegen schwere Stöße auch mit hoch dämpfendem Silikon bei ACE bestellen.

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Schiller Automatisierungstechnik

1985 von Ewald Schiller gegründet, hat sich die Schiller Automatisierungstechnik GmbH mit Hauptsitz in Osterhofen, gelegen im niederbayrischen Landkreis Deggendorf, zu einem Unternehmen mit mehr als 240 Beschäftigten an den Standorten Osterhofen, Metten, Grafenau und dem chinesischen Shenyang entwickelt. Elektrik, Mechanik und IT für die Bereiche Automatisierung, Logistik, Reinraum und Elektroplanung gehören zu den Kernkompetenzen.

In der Fahrzeugtechnik weithin eingesetzt

Auch wenn sie in dem hier geschilderten Einsatzfall in ihrer Standardausführung erstmals an fahrerlosen Transportsystemen der Logistikbranche zum Einsatz kommen, so ist die Fahrzeugtechnik für diese Maschinenelemente schon seit langem ein bekanntes Terrain. Kunden von ACE setzen sie weltweit zum Schutz vor Stößen und Vibrationen in leichteren elektronischen Anlagen und Komponenten ein sowie in Geländefahrzeugen und Lastkraftwagen.

* Robert Timmerberg, M. A., plus2 GmbH, Düsseldorf, für ACE Stoßdämpfer GmbH

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