© ebm-papst

Wendige Trans­port­fahr­zeuge im Health­care-Einsatz

Fahrer­lose Trans­port­fahr­zeuge (FTF) sind schon lange in Logistik- und Produk­ti­ons­be­rei­chen im Einsatz. Jetzt erobern sie sich auch den Health­care-Bereich. Ange­fangen vom Trans­por­tieren unter­schied­li­cher Mate­ria­lien wie Hygie­ne­ar­tikel und Medi­ka­menten, beim Beför­dern von Röntgen-Systemen in Kran­ken­häu­sern oder bei Trans­port­auf­gaben im Labor und Pfle­ge­ein­rich­tungen; mit der Hilfe von FTF lassen sich Abläufe effi­zi­enter gestalten oder Ressourcen besser nutzen. Kompakte Antriebs­ein­heiten, die sich einfach in ein Fahr­zeug inte­grieren lassen, ebnen in vielen medi­zin­tech­ni­schen Anwen­dungen nun den Weg für eine nahezu unein­ge­schränkte Mobi­lität.


Der Argo­Drive: ein kompaktes und einfach inte­grier­bares Antriebs­system für unter­schied­lichste fahrer­lose Trans­port­sys­teme. (Foto | ebm-papst)

Die Einsatz­sze­na­rien für fahrer­lose Trans­port­fahr­zeuge im Gesund­heits­sektor sind sehr viel­schichtig. Leichte, empfind­liche und zerbrech­liche Waren müssen ebenso trans­por­tiert werden wie tonnen­schwere Medi­zin­ge­räte. FTF-Hersteller benö­tigen daher für die unter­schied­li­chen Lösungen diffe­ren­zierte Antriebs­sys­teme. Der Venti­la­toren- und Antriebs­spe­zia­list ebm-papst bietet hier mit einer Viel­zahl von Antriebs­kom­bi­na­tionen die passende Lösung. Mit dem „Argo­Drive“ wurde ein kompaktes und einfach inte­grier­bares Fahr-Lenk-System inklu­sive Rad entwi­ckelt, das in den Ausfüh­rungen Light, Stan­dard und Heavy Lasten bis 100 kg, 300 kg bzw. 500 kg pro Antrieb­s­achse bewegen kann. In der maxi­malen Ausbau­stufe mit vier Fahr-Lenk-Systemen der Vari­ante Heavy ist dann eine Traglast von zwei Tonnen problemlos möglich, das heißt selbst tonnen­schwere Röntgen-Systeme wie ein Compu­ter­to­mo­graph lassen sich damit problemlos bewegen.

Kompakt trotz hoher Leis­tung

Die Einbau­maße sowie die elek­tri­schen, mecha­ni­schen und steue­rungs­tech­ni­schen Schnitt­stellen sind bei allen drei Vari­anten iden­tisch, nur der Raddurch­messer (80 mm, 100 mm, 145 mm) und damit die Boden­frei­heit unter­scheiden sich. Durch die kompakten hori­zon­talen Abmes­sungen des Argo­Drives von 250 mm x 170 mm steht dem FTF-Hersteller genü­gend Bauraum für die Unter­brin­gung weiterer Kompo­nenten zur Verfü­gung, z. B. für Steue­rung, Safety-Module oder Akkus. Dadurch lässt sich eine geringe Bauhöhe des Gesamt­fahr­zeugs reali­sieren, was den Anfor­de­rungen von Waren­über­ga­be­sta­tionen oder dem Aufbau mobiler Robotik entge­gen­kommt. Der Argo­Drive ist ein Antriebs­system in Schutz­klein­span­nung (48 VDC). Somit ist die Anfor­de­rung an Doku­men­ta­tion über­schaubar und die Inbe­trieb­nahme verein­facht möglich. Außerdem kann die Batte­rie­span­nung ohne Span­nungs­hoch­steller und/oder Wech­sel­richter direkt genutzt werden. Die in den Antrieben inte­grierte Intel­li­genz ermög­licht je nach Ausfüh­rung auch Condi­tion Moni­to­ring und Predic­tive Main­ten­ance.

In den Ausfüh­rungen Light, Stan­dard und Heavy werden die Traglasten von 100 kg, 300 kg bzw. 500 kg abge­deckt. (Foto | ebm-papst)

Jede Antriebs­ein­heit besteht aus zwei Motoren, Getriebe, Sensorik und allen erfor­der­li­chen Anschluss-Steckern. Die zwei Motoren tragen durch das Über­la­ge­rungs­ge­triebe je nach Anfor­de­rung zum Lenken, Beschleu­nigen, Fahren oder Bremsen bei. Der unend­liche Lenk­winkel ermög­licht die Flächen­be­weg­lich­keit des Fahr­zeugs – auch aus dem Stand. Schon die Verwen­dung von zwei Fahr-Lenk-Systemen, diagonal verteilt montiert an der linken und der rechten Seite eines FTS, garan­tieren bereits die omni­di­rek­tio­nale Bewe­gungs­frei­heit und ein enges Rangieren z. B. beim Auswei­chen.

Zwei zusätz­liche frei beweg­liche Stütz­räder an Vorder- und Rück­seite sorgen für die notwen­dige Last­auf­nahme und Stabi­lität des FTF. Je nach Größe des fahrer­losen Trans­port­sys­tems und dem zu bewe­genden Gewicht lassen sich auch drei oder vier Fahr-Lenk-Systeme verbauen. Mit dem Argo­Drive ausge­stat­tete Trans­port­lö­sungen können große Lasten selbst bei Stei­gungen von bis zu 10 Prozent bei voller Funk­tio­na­lität bewegen. In weiteren Anwen­dungen kann auch der Einsatz einer einzelnen Antriebs­ein­heit z. B. als Rangier­hilfe von Kran­ken­haus­betten sinn­voll sein.

Omni­di­rek­tio­na­lität bei FTF mit Argo­Drive

Eine neue Lösung für Fahrer­lose Trans­port­fahr­zeuge ist der Argo­Drive von ebm-papst. Er vereint die Funk­tionen Vortrieb und Lenkung in einer Baugruppe. Diese Einheit besteht aus Motor, Getriebe, omni­di­rek­tio­naler Lenkung, Sensorik und allen erfor­der­li­chen Anschlüssen. Seine zwei Motoren tragen durch ein Über­la­ge­rungs­ge­triebe je nach Anfor­de­rung zum Lenken, Beschleu­nigen, Fahren oder Bremsen bei. Der unend­liche Lenk­winkel ermög­licht die platz­spa­rende Flächen­be­weg­lich­keit des Fahr­zeugs – auch aus dem Stand.

Je ein Argo­Drive pro Achse garan­tieren bereits die volle Omni­di­rek­tio­na­lität. Je nach Anfor­de­rung an die Größe des Trans­port­sys­tems sowie dem Gewicht der zu bewe­genden Ware lassen sich auch drei oder vier Fahr-Lenk-Systeme verbauen. Um jede Anfor­de­rung an die zu bewe­genden Massen, an den Bremsweg oder Bewäl­ti­gung von Stei­gungen skalierbar zu erfüllen, bietet ebm-papst sein Argo­Drive in den Vari­anten Light, Stan­dard und Heavy für Nutz­lasten bis 100, 300 bezie­hungs­weise 500 kg pro Rad an. Mit vier Heavy-Vari­anten ist dann ein Fahr­zeug­ge­samt­ge­wicht von bis zu zwei Tonnen möglich. Gleich­blei­bende Getrie­be­ab­mes­sungen über alle Baugrößen bei stan­dar­di­sierten Monta­ge­punkten und einheit­li­cher, hoch­wer­tiger Steck­ver­bin­dungen ermög­li­chen eine Anpas­sung des FTF an projekt­spe­zi­fi­sche Anfor­de­rungen inner­halb von Minuten.

Wartungsarm und ausfall­si­cher

Ein wich­tiger Aspekt bei fahrer­losen Trans­port­fahr­zeugen in allen Berei­chen der Medi­zin­technik ist der zuver­läs­sige Betrieb. Außer­plan­mä­ßige Still­stand­zeiten redu­zieren die Verfüg­bar­keit ebenso wie häufig notwen­dige Wartungs­in­ter­valle. Daher sind die Antriebs­ein­heiten auf Zuver­läs­sig­keit für die komplette Lebens­dauer ausge­legt. Sollte nach langer Betriebs­dauer der Radbelag abge­fahren sein, ist ein einfa­cher „Reifen­wechsel“ ohne Ausbau der Antriebs­ein­heit möglich. An den geschlos­senen Rädern setzt sich nichts fest. Die glatten Radober­flä­chen lassen sich einfach reinigen oder desin­fi­zieren. Kontakt­fehler an den elek­tri­schen Schnitt­stellen der Antriebs­sys­teme sind eben­falls keine Gefahr, weil die notwen­digen Kabel und Stecker des Fahr-Lenk-Systems fest im Fahr­zeug verbaut werden und bewährte Indus­trie­ste­cker für eine sichere Verbin­dung zur Steue­rung sorgen. Im Falle eines Defekts kann zudem die komplette Einheit mit wenigen Hand­griffen schnell ausge­tauscht werden.

Schon die Verwen­dung von zwei Fahr-Lenk-Systemen, verteilt montiert an der linken und der rechten Seite eines FTS, garan­tieren bereits die omni­di­rek­tio­nale Bewe­gungs­frei­heit und ein enges Rangieren z. B. beim Auswei­chen. (Foto | ebm-papst)

Sicher unter­wegs

Noch wich­tiger als der zuver­läs­sige Betrieb ist bei fahrer­losen Trans­port­sys­temen die Sicher­heit zum Schutz von Personen. Das FTF muss in der Lage sein, bei Verlet­zung von Schutz­fel­dern vor dem Fahr­zeug, sofort eine Notbrem­sung einleiten zu können. Entspre­chende Sicher­heits­sen­soren sorgen für das konti­nu­ier­liche Scannen der Umge­bung. Bei Schutz­feld­ver­let­zung muss das Antriebs­system den Befehl eines sicheren Stopps der Sicher­heits­steue­rung zuver­lässig ausführen. Für die Antriebe ist dann vor allem eine hohe Brems­leis­tung erfor­der­lich. Der Argo­Drive kann hier unter Nutzung der elek­tro­mo­to­ri­schen Bremsen Verzö­ge­rung mit bis zu 2,5 m/s2 erlauben, ebenso ist durch Nutzung der zusätz­lich inte­grierten Bremse eine sofor­tige Notbrem­sung möglich. Auch beim Versagen der Strom­ver­sor­gung des FTS geht die Antriebs­ein­heit in einen sicheren Halt, um unkon­trol­lierte Bewe­gungen zu vermeiden. Damit unter­stützt der Argo­Drive alle typi­schen und notwen­digen Safety-Anfor­de­rungen.

Kabel und Stecker des Fahr-Lenk-Systems werden fest im Fahr­zeug verbaut und bewährte Indus­trie­ste­cker sorgen für eine sichere Verbin­dung zur Steue­rung. (Foto | ebm-papst)

Das einzelne Fahr-Lenk-System wird hierzu über zwei externe Regler ange­steuert. Auch die Signale für den Lenk­winkel sind redun­dant ausge­legt und die Posi­tion ist jeder­zeit abfragbar. Die in den Reglern inte­grierte STO-Funk­tion (Safe Torque Off) sorgt für ein sicheres Halten im Notfall. Weitere Kolli­si­ons­schutz­maß­nahmen lassen sich somit vom FTS-Hersteller einfach reali­sieren. ebm papst unter­stützt gerne bei Fragen bzgl. Safety des Gesamt­fahr­zeugs. Da ein Antriebs­system für fahrer­lose Trans­port­fahr­zeuge auch mit über­ge­ord­neten Systemen kommu­ni­zieren muss, ist je nach externem Regler die Anbin­dung über CANopen, EtherCAT oder Profinet möglich.

Mit dem Argo­Drive steht damit eine flexible Antriebs­lö­sung für fahrer­lose Trans­port­fahr­zeuge zur Verfü­gung, die in Bezug auf Flächen­be­weg­lich­keit und Kompakt­heit keine Kompro­misse erfor­dert, ob im Kran­ken­haus, in der phar­ma­zeu­ti­schen Ferti­gung, in der Reha­ein­rich­tung oder auch bei Health­care-Anwen­dungen im häus­li­chen Umfeld.

Bitte füllen Sie folgende Felder aus: Kommentar, Name & E-Mail-Adresse (Ihre E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht). Bitte beachten Sie dazu auch unsere Datenschutzerklärung.