Wie bei so vielem gibt es auch bei fahrer­losen Trans­port­fahr­zeugen keine eier­le­gende Woll­milchsau und es muss das passende Fahr­zeug­kon­zept zu den Gege­ben­heiten der jewei­ligen Anwen­dung gefunden werden. Während bei Green­field-Lösungen die Fahr­zeuge meist genü­gend Platz zum Rangieren bekommen, geht es beim Nach­rüsten bestehender Anlagen (Brown­field) meist deut­lich enger zu und die Fahr­zeuge müssen entspre­chend wendiger sein. Auch die Möglich­keit zur Fein­po­si­tio­nie­rung gilt es zu berück­sich­tigen, zum Beispiel wenn das Fahr­zeug Über­ga­be­stellen sehr präzise anfahren und dazu rangieren muss.

Weitere Punkte sind die gefor­derte Dynamik beim Beschleu­nigen und Bremsen sowie das Gewicht der zu trans­por­tie­renden Lasten. Geklärt sein muss außerdem, wie schnell sich die Fahr­zeuge bewegen müssen, damit der Logistik- oder Produk­ti­ons­pro­zess optimal abläuft. Sind solche Fragen rund um die Anwen­dung beant­wortet, wird sich der Hersteller für ein Konzept entscheiden. Neben Fahr­zeug­größe und Batte­rie­ka­pa­zität liegen die wesent­li­chen Unter­schiede dann in der Anzahl der benö­tigten Antriebs- und Bock­räder sowie ihrer Trag­last.

Mit Fahr-Lenk-Systemen wendig unter­wegs

Für Fahr­zeug­kon­zepte, bei denen es auf Wendig­keit, Trag­last, Dynamik oder die Möglich­keit der Fein­po­si­tio­nie­rung ankommt, hat ebm-papst mit dem ArgoDrive das passende Fahr-Lenk­system inklu­sive Rad entwi­ckelt (Bild 1). In den Ausfüh­rungen Light, Stan­dard und Heavy kann es Lasten bis 100 kg, 300 kg, bezie­hungs­weise 500 kg pro Antriebs­ein­heit bewegen. Die Einbau­maße sowie die elek­tri­schen, mecha­ni­schen und steue­rungs­tech­ni­schen Schnitt­stellen sind bei allen Ausfüh­rungen iden­tisch.

Raddurch­messer, Geschwin­dig­keit und Beschleu­ni­gung vari­ieren und auch die mögliche Trag­last sowie die Boden­frei­heit unter­scheiden sich. Jede Antriebs­ein­heit besteht aus zwei bürs­ten­losen DC-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. Ist das Rad ausge­richtet bzw. findet keine Lenk­be­we­gung statt, kann die komplette Leis­tung beider Motoren für das Fahren genutzt werden; dies macht das ArgoDrive einzig­artig. Der unend­liche Lenk­winkel ermög­licht die Flächen­be­weg­lich­keit des Fahr­zeugs, auch aus dem Stand. Der Fahr­zeug­kon­struk­tion erschließen sich dadurch viele Möglich­keiten.

Zwei- bis sechs­räd­riges Konzept

Wenn hohe Dynamik und Präzi­sion gefor­dert sind, lässt sich im einfachsten Fall ein drei­räd­riges Konzept für einen Gabel­stapler oder ein Schlepp­fahr­zeug mit einem ArgoDrive und zwei Bock­rollen reali­sieren (Bild 2, links). Solche Fahr­zeuge können sich dann zwar nicht voll­ständig omni­di­rek­tional bewegen, dabei aber je nach Radaus­le­gung trotzdem große Lasten sehr flexibel trans­por­tieren und das bei einer vergleichs­weise einfa­chen Rege­lung. Zudem ist eine flache Bauweise möglich, da das Fahr-Lenk-System an der ange­trie­benen Achse deut­lich kompakter ist als ein klas­si­scher Stap­ler­an­trieb.

Bild 2: Fahr­zeug­ty­po­lo­gien mit einem, zwei und drei Fahr-Lenk-Systemen. (Grafik | ebm-papst)

Bild 3: Mehr Fahr-Lenk-Systeme bedeutet auch mehr Perfor­mance. (Grafik | ebm-papst)

Sind omni­di­rek­tio­nales Fahren und höhere Lasten gefor­dert, helfen zwei oder drei Fahr-Lenk­sys­teme weiter (Bild 2, Mitte und rechts). Mit zwei einander gegen­über ange­ord­neten Fahr-Lenk-Systemen und zwei Bock­rollen sind beson­ders schmale und wendige Fahr­zeuge reali­sierbar. Basie­rend auf dem omni­di­rek­tio­nalen Fahr­kon­zept können sie sich autonom und frei navi­gie­rend in der Produk­tion oder im Lager bewegen, quer in Regal­gassen einfahren sowie auf der Stelle wenden, und damit auf engstem Raum manö­vrieren, zum Beispiel um Über­ga­be­sta­tionen präzise anzu­fahren.

Die Anzahl der an den Fahr­zeugen einge­setzten Fahr-Lenk-Systeme lässt sich im Prinzip beliebig erhöhen. Bild 3 zeigt Beispiele für den Einsatz von zwei, vier und sechs Argo­Drives, immer ergänzbar um Bock­rollen, um gege­be­nen­falls die Trag­last des Fahr­zeugs zu erhöhen. Mit vier Fahr-Lenk­sys­temen und vier Bock­rollen lassen sich dann beispiels­weise bela­dene Fahr­zeuge mit einem Gesamt­ge­wicht von 4 t omni­di­rek­tional und mit hoher Posi­tio­nier­ge­nau­ig­keit sehr dyna­misch bewegen.

In den Ausfüh­rungen Light, Stan­dard und Heavy kann der ArgoDrive Lasten bis 100 kg, 300 kg, bezie­hungs­weise 500 kg pro Antriebs­ein­heit bewegen.

Kompro­miss aus Leis­tung und Wirt­schaft­lich­keit

Die Möglich­keiten sind damit nahezu unbe­grenzt. Aber auch die Wirt­schaft­lich­keit gilt es im Blick zu behalten und Hersteller fahrer­loser Trans­port­fahr­zeuge müssen den rich­tigen Kompro­miss aus Leis­tung und Kosten finden. Dazu gilt es zu über­prüfen, wie hoch die Anfor­de­rung an Perfor­mance in der Appli­ka­tion  gegeben ist. Manchmal ist es beispiels­weise doch sinn­voll, statt vier nur zwei Argo­Drives einzu­setzen. Dadurch halbiert sich zwar die Dynamik, aber viel­leicht ist der Durch­satz dem Endkunden trotzdem ausrei­chend, weil vom FTF bediente Bereiche ohnehin lang­samer arbeiten würden. Auch die Leis­tungs­auf­nahme der Antriebe kann im Zusam­men­hang mit der Batte­rie­ka­pa­zität bei diesen Entschei­dungen eine wich­tige Rolle spielen.

Auf der sicheren Seite ist in solchen Fällen, wer sich von Spezia­listen beraten lässt. Bei ebm-papst helfen praxis­ge­rechte Simu­la­ti­ons­tools, die indi­vi­du­elle Aufga­ben­stel­lung zu analy­sieren und unter­schied­liche Lösungs­vor­schläge zu bewerten (Bild 4). In die Berech­nung fließen alle rele­vanten Para­meter von der gewünschten Geschwin­dig­keit und Beschleu­ni­gung, der notwen­digen Trag­last, dem Raddurch­messer sowie der maxi­malen Leis­tungs­auf­nahme bis hin zur Effi­zienz des Gesamt­sys­tems ein. Die Ergeb­nisse helfen, die für die konkreten Anfor­de­rungen passende Lösung und damit den opti­malen Kompro­miss im Hinblick auf Wirt­schaft­lich­keit und Perfor­mance zu finden.

Einfach inte­grierbar

Für den Fahr­zeug­her­steller ist es unkom­pli­ziert, das Fahr-Lenk­system ArgoDrive in sein Fahr­zeug zu inte­grieren, nicht nur mecha­nisch, sondern auch im Hinblick auf die Steue­rungs­technik. Sicher­heits­kon­zept und Verka­be­lung sind bei allen ArgoDrive-Vari­anten völlig iden­tisch. All-in-one-Kabel mit   indus­trie­taug­li­chen Steckern erleich­tern den elek­tri­schen Anschluss. Damit steht eine sichere, flexible und einfach inte­grier­bare Antriebs­lö­sung für die verschie­denen Typo­lo­gien der fahrer­losen Trans­port­fahr­zeuge  zur Verfü­gung, die in Bezug auf Flächen­be­weg­lich­keit und Kompakt­heit keine Kompro­misse erfor­dert und sich für den Einsatz in unter­schied­lichsten Bran­chen eignet.