Immer kürzere Lieferzeiten, Fachkräftemangel und steigender Wettbewerbsdruck: Die Intralogistik steht vor großen Herausforderungen. Das Unternehmen Extor bietet mit seiner flexiblen Automatisierungslösung Rover Log eine interessante Lösung. Die Basis der Konstruktion sind extrem präzise Zahnstangengetriebe, die auch in vielen anderen Anwendungen für höchste Effizienz sorgen – z.B. in Montagesystemen für Trägerraketen und Anlagen zur Kerzenproduktion.
Entwickelung eines effizienten Lagersystems
Die Geschichte des Rover Log-Systems von Extor beginnt im Jahr 2016. Ein Online-Reifenhändler sucht nach einer Alternative für seine Lager- und Kommissionier-Infrastruktur, weil das bestehende System sehr viel Platz und Personal benötigt. Auf langen Förderbändern werden die Reifen damals noch zu ihrem Bestimmungsort transportiert und per Gabelstapler in Gitterboxen verladen. Dieses Verfahren wollen die Inhaber des Reifenhändlers deutlich vereinfachen. Sie wollen ein effizienteres Lagersystem entwickeln und gründen dazu Extor.
Lagersystem spart viel Platz
Das neue Unternehmen konstruierte ein automatisches Lagersystem, das auf speziellen Regalbediengeräten (Rover Logs) basiert, die aus einem Shuttle sowie einem Ladungsträger bestehen. Diese Ladungsträger werden übereinandergestapelt und mit den anderen Transportboxen zu einer stabilen freitragenden Säule verbunden. Das System bietet Anwendern viele Vorteile: Sie sparen z.B. teure Fördertechnik wie beispielsweise Gabelstapler. Dadurch entfällt die normalerweise für die Fahrzeuge benötigte Rangierfläche – sie steht stattdessen als Lagerraum zur Verfügung. Darüber hinaus machen die Rover Logs umfangreiche Regalsysteme überflüssig, da die Tragstrukturen aus aufgestapelten Ladungsträgern robust genug sind. Das schafft weiteren Stauraum und reduziert die Installationskosten im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen deutlich.
Zahnstangengetriebe machten den Unterschied
Der erste Prototyp der Rover Logs sieht noch ganz anders aus als die heutigen Regalbediengeräte: Er ist mit einem Scherenhubtisch ausgestattet, der die Ladungsträger in die Tragwerkstruktur hebt. Diese Konstruktion beansprucht aber viel Bauraum, sodass weniger Ladung als geplant transportiert werden kann. Konstruktionsingenieur Emir Rezgui macht sich deshalb im Internet auf die Suche nach einer anderen Lösung. Dort entdeckt er zufällig die Lifgo-Zahnstangengetriebe von Leantechnik: Sie führen präzise synchrone Hubbewegungen aus und heben Lasten mit einem Gewicht von bis zu 2,5t pro Einzelkomponente. Emir Rezgui ist schnell klar, dass sich die Getriebe optimal für den Einsatz in den Rover Logs eignen würden. Die Tests verlaufen positiv und heute sind sie in jedem Rover Log-Regalbediengerät verbaut.
Schnelle Bewegungen sind gefragt
Die Zahnstangengetriebe heben die Ladungsträger in die jeweilige Tragstruktur bzw. holen sie dort wieder heraus. Da dieser Vorgang sehr schnell ablaufen muss, sind die Anforderungen an die Getriebe hoch. Extor entschied sich vor allem aus diesem Grund für Lifgo 5.1-Zahnstangengetriebe von Leantechnik mit Führungswagen, denn sie erreichen Hubgeschwindigkeiten von bis zu 3m/s und eine maximale Hubkraft von 3.800N.
Mithilfe der Zahnstangengetriebe wird der Hubtisch im Rover Log zum Be- und Entladen angehoben oder abgesenkt, sobald das Regalbediengerät unter einem Lagerplatz zum Halten gekommen ist. In einer Lagersäule können Waren mit einem Gesamtgewicht von bis zu 820kg zu einer Säule von 8,95m über dem Hallenboden übereinandergestapelt werden. Jeder Ladungsträger ist mit einem RFID-Tag ausgestattet, sodass seine Position selbst bei einem Stromausfall in Echtzeit abrufbar ist. Mit einer hängenden Beschilderung über 18.000 Stellplätzen hat ONK den Boden für die Digitalisierung im Lager von Feldsaaten Freudenberger bereitet. ‣ weiterlesen
Flexibilität hängt oben
Hochgenaue Ein- und Auslagerung
Bei den Ein- und Auslagerungsvorgängen ist die exakte Positionierung der Ladungsträger in der Trag-Fahr-Struktur sehr wichtig, weil nur dann die Schnellverriegelung greifen kann. Die Lifgo-Zahnstangengetriebe sind prädestiniert für diese Aufgabe, denn sie arbeiten aufgrund ihrer vierfachen Rollenführung sehr präzise. Ein weiterer Vorteil der Getriebe ist ihre Kompaktheit: „Die Führung ist bereits in das Getriebe integriert und die Zahnstangen laufen außen am Ladungsträger entlang. So sparen wir Bauraum und haben mehr Ladefläche“, erzählt Konstrukteur Emir Rezgui.
Das Lagersystem von Extor ist modular erweiterbar, ist leicht nachrüstbar und lässt sich an jede Gebäudestruktur anpassen. Da die Zahnstangengetriebe von Leantechnik nach dem Baukastenprinzip gefertigt und beliebig miteinander kombiniert werden können, lässt sich das modulare Konzept des Lagersystems mit ihrer Hilfe optimal umsetzen.
Lange Hübe in der Kerzenproduktion
Die Anpassungsfähigkeit der Zahnstangengetriebe wird auch im Maschinenbau geschätzt – z.B. bei Arthur Weissbach in Fulda. Das Unternehmen fertigt Maschinen für die Herstellung und Verpackung von Kerzen. Zum Produktprogramm zählen u.a. hydraulische Presslinien für Stumpen-, Kugel- und Profilkerzen, Gießmaschinen für Stab- und Spitzkerzen sowie Dochtwachsanlagen. „Unsere Anlagen sind in ihrer Funktion, Flexibilität und Stückzahlleistung einzigartig“, sagt Dipl.-Ing. Markus Weß, Geschäftsführer bei Weissbach.
Für einen Kunden in den USA konstruierte Weissbach eine Anlage, die Kerzen in Gläsern produzieren kann. Die Maschine wärmt die Gläser zunächst vor und bringt dann ein bis drei Dochte mit Dochthalter in sie ein. Anschließend werden die Gläser in großen Gruppen zur nächsten Station befördert und dort positioniert, um das Wachs einzufüllen. Im Anschluss durchlaufen die Gläser-Kerzen eine Kühlstrecke und sind dann bereit für den Verpackungsprozess.
Getriebe sind flexibel miteinander kombinierbar
Für den Transport der Gläser zur Füllstation und weiter zur Kühlstrecke sorgt eine Lineareinheit mit Überschiebefunktion. Die Konstruktion der Vorrichtung war anspruchsvoll, denn um die Kerzen-Gläser von einer Station zur nächsten zu befördern, ist ein relativ langer Hub erforderlich. Das Ingenieursteam von Weissbach verglich verschiedene Lösungen miteinander und wählte schließlich Lifgo-5.1-Zahnstangengetriebe von Leantechnik für die Aufgabe. Da beliebig viele Getriebe miteinander verbunden werden können, lassen sich auch lange Hübe wie in der Kerzen-Fertigungslinie problemlos realisieren.
„Früher hat man für die Realisierung langer Hübe Kurbel- und Stangengetriebe verwendet und sich eine eigene Lösung zurechtkonstruiert“, erinnert sich Markus Weß. „Fertige Lineareinheiten mit Zahnstangengetriebe sind aber günstiger, zuverlässiger und langlebiger. Vor allem, wenn es um Kombinationsbewegungen aus hohem und seitlichem Verfahren geht, wie in unserer Maschine.“ Die Zahnstangengetriebe ermöglichen zudem – wie vom Auftraggeber gewünscht – die Produktion verschiedener Kerzentypen auf einer einzigen Fertigungslinie.
Einsatz in der Raumfahrttechnik
Das Unternehmen Roh Tech-DST aus Göppingen verwendet die Zahnstangengetriebe von Leantechnik wegen ihrer hohen Präzision. Roh Tech-DST hat sich auf die Fertigung von Anlagen spezialisiert, mit denen Strukturbauteile für Trägerraketen produziert und zusammengefügt werden. Dazu zählt auch eine Vertikale-Integrations-Station (VIS): Mithilfe dieser Anlage wird ein Payload Attach Fitting (PAF) hergestellt – ein großer Konus, der den Satelliten in der Trägerrakete fixiert.
Bei der Fertigung des PAF ist höchste Präzision erforderlich, denn alle Bauteile des Konus müssen zuverlässig miteinander verbunden werden. Da beim Raketenstart gewaltige Kräfte und Vibrationen auf den Flugkörper wirken, müssen die vielen Bauteile exakt nach den Vorgaben des Kunden gefertigt werden. Abweichungen von den Spezifikationen führen schnell zu unerwünschten Lastspitzen und die großen Bauteile einer Raketenstruktur können aus Gewichtsgründen nicht mit besonderen Reserven ausgelegt werden.
Positionierung mit höchster Präzision
Die Lifgo 5.1-Zahnstangengetriebe bieten die Positioniergenauigkeit, die für eine exakte Montage der PAF-Bauteile erforderlich ist. Dank der Getriebe können die Bauteile mit einer Abweichung von lediglich 1,5mm in die Carbon-Struktur des PAF eingepasst werden. Den Rest erledigten die Produktionstechniker des Herstellers mit einer zusätzlichen, hochpräzisen Verriegelung per Hand.
„Wir haben in früheren Projekten sehr gute Erfahrungen mit den Getrieben gemacht“, begründet Dipl.-Ing. Christoph Bausch, Geschäftsführender Gesellschafter von Roh Tech-DST, die Wahl der Zahnstangengetriebe. „Das Baukasten-System ist einfach genial – wir konnten uns damit das optimale Getriebe für unsere VIS zusammenstellen.“
Von der Komponente bis zum Komplettsystem
Die Beispiele zeigen: Unternehmen aus den unterschiedlichsten Branchen setzen auf die hochgenauen, robusten Zahnstangengetriebe von Leantechnik. Mit den Standardausführungen lassen sich bereits viele Bewegungsaufgaben in industriellen Anwendungen ausführen. Für besonders individuelle Anlagen haben die Automatisierungsspezialisten Lean Unique im Programm: Sondergetriebe, die exakt nach Kundenwunsch konstruiert werden. Auf Basis dieser Getriebe werden auch komplette Hub- und Positioniersysteme gefertigt, die per Plug&Play in die Applikation integrierbar sind.
Lean Unique-Zahnstangengetriebe halten je nach Vorgabe extremen Belastungen stand, werden in individuellen Abmessungen bzw. aus besonderen Materialien gefertigt oder mit speziellen Beschichtungen versehen. Dazu zählt u.a. die Brünierung, Galvanisierung und Eloxierung der Getriebe, aber auch eine Duralloy-Beschichtung ist möglich.
