Wie überall in der Intra­lo­gistik gilt auch für Shuttle-Anwen­dungen: je schneller beschleu­nigt und gebremst wird, desto höher ist der Durch­satz und desto güns­tiger lassen sich Waren kommis­sio­nieren oder bereit­stellen. Genau­ig­keit beim Anfahren der Lager­plätze und Hand­ling der Produkte oder Waren­träger ist dafür eben­falls eine wich­tige Voraus­set­zung, ebenso die Zuver­läs­sig­keit, denn fallen die flei­ßigen Fahr­zeuge aus, geraten die Lager­pro­zesse ins Stocken.

Hohe Anfor­de­rungen an die Antriebe

Die Antriebe, die dafür sorgen, dass sich Shut­tles ziel­si­cher inner­halb der Regal­sys­teme bewegen, spielen dabei eine Schlüs­sel­rolle. So müssen die ein oder manchmal auch zwei Fahr­an­triebe für die Bewe­gungen in Rich­tung der x-Achse dyna­misch, posi­tio­nier­genau und robust sein, sowie sich gut in die Anwen­dung inte­grieren lassen. Letz­teres betrifft nicht nur die Abmes­sungen, sondern auch die Anbin­dung an die Steue­rung des Fahr­zeugs. Eben­falls wichtig für den reibungs­losen Shuttle-Betrieb sind die Tele­skop­an­triebe für die Aufnah­me­vor­rich­tung, mit der die Waren dem Regal entnommen bezie­hungs­weise einge­la­gert werden.

Bild 1: Beim modu­laren Antriebs­systen sind alle indi­vi­duell ausge­wählten Kompo­nenten in einem gemein­samen Gehäuse unter­ge­bracht. (Bild | ebm-papst)

Hier ist der Einbau­raum für die notwen­digen Motor-Getrie­be­kom­bi­na­tionen meist noch knapper bemessen als beim Fahr­an­trieb. Bei manchen Lager­typen fahren Shut­tles nicht nur in eine Rich­tung die Lager­gasse entlang, sondern können auch kreuzen. Hierfür braucht es ähnliche Antriebs­kon­zepte wie beim Fahr­an­trieb, teil­weise mit deut­lich kompak­teren Abmes­sungen.

Gut beraten sind die Hersteller der Shut­tles, wenn sie einen Moto­ren­her­steller finden, der sie bei der Auswahl kompe­tent unter­stützt und zudem über ein breites Sorti­ment verfügt. Antriebs­lö­sungen aus einer Hand bringen nicht nur logis­ti­sche Vorteile, sondern sie verein­fa­chen meist auch die Abstim­mung und verkürzen die Time-to-Market. ebm-papst bietet deshalb eine breite Auswahl an Motoren, Regel­elek­tro­niken, Getrieben, Brems- und Sensor­mo­dulen, die sich zu einem Antrieb nach Maß kombi­nieren lassen (Bild 1). Die elek­tro­nisch kommu­tierten ECI-Motoren beispiels­weise decken in den Baugrößen 42, 63 und 80 mm den Dauer­leis­tungs­be­reich von 30 bis 750 Watt ab.

Für die notwen­dige Unter­set­zung der schnell­dre­henden Innen­läufer sorgen dann unter­schied­liche, auf die Antriebe abge­stimmte Getriebe, die sich auch mit den Außen­läu­fer­mo­toren der Baureihe VDC kombi­nieren lassen. Letz­tere decken bei kleinstem Bauraum den Leis­tungs­be­reich von 5 bis 125 Watt ab und über­zeugen eben­falls durch Lang­le­big­keit und gute Regel­eigen­schaften. Insge­samt bietet das modu­lare Antriebs­system so mehrere tausend Vari­anten.

Defi­nierte Vorzugs­typen sind inner­halb von nur 48 Stunden versand­fertig und stehen damit unge­wöhn­lich schnell für Bemus­te­rungen zur Verfü­gung. Darüber hinaus bieten die Motor- und Getrie­be­spe­zia­listen ein projekt­spe­zi­fi­sches Engi­nee­ring, z. B. wenn es um Fein­tu­ning der Motoren oder Sonder­ge­triebe geht und Anpas­sungen bei der Baulänge, Kabel­kon­fek­tio­nie­rung oder zusätz­liche Geber erfor­der­lich sind.

Dyna­mi­sche Fahr­an­triebe

Durch das modu­lare Antriebs­system lassen sich für viele Anwen­dungen Stan­dard­lö­sungen reali­sieren. Für den Einsatz als Shuttle-Fahr­an­trieb gera­dezu präde­sti­niert sind beispiels­weise die ECI-Innen­läufer-Motoren, je nach gefor­derter Leis­tung entweder in der Baugröße 63 oder 80 (Bild 2). Sie benö­tigen wenig Bauraum, errei­chen mit 24 oder 48 V hohe Dreh­mo­mente und sind in der Lage, kurz­zeitig die drei­fache Nenn-Leis­tung zu liefern. In Kombi­na­tion mit den eben­falls über­last­fä­higen Optimax-Getrieben entstehen so kompakte, robuste Antriebs­sys­teme, die sich oben­drein durch die Wahl­mög­lich­keiten bei der einge­setzten Motor­elek­tronik anwen­dungs­ge­recht ansteuern lassen.

Bild 2: Für den Einsatz als Shuttle-Fahr­an­trieb gera­dezu präde­sti­niert sind beispiels­weise die ECI-Innen­läufer-Motoren. (Bild | ebm-papst)

So ist das Elek­tronik­modul K1 für den Betrieb mit externer Regel­elek­tronik ausge­legt. Sollen die Antriebe über CANopen, EtherCAT oder andere gängige BUS-Systeme kommu­ni­zieren, ist das K5-Elek­tronik­modul die rich­tige Wahl – welches extern oder inte­griert ausge­staltet werden kann. Für eine analoge Ansteue­rung stehen konfi­gu­rier­bare, inte­grierte Regel­elek­tro­niken für Dreh­zahl, Dreh­mo­ment und Posi­tion zur Verfü­gung.

Die Plane­ten­ge­triebe der Optimax-Baureihe haben eben­falls eine hohe Leis­tungs­dichte, sind zudem noch sehr robust und lang­lebig. Eine weitere Beson­der­heit der Getrie­be­bau­reihe sind die hohen Dreh­mo­mente. Die mitt­lere Vari­ante beispiels­weise bietet bei einem Einbau-Kantenmaß von 63 mm und einer Länge von gerade einmal 102 mm in der zwei­stu­figen Ausfüh­rung Spitzen-Dreh­mo­mente bis zu 150 Nm.

Tele­skop­an­trieb auf Maß

In den Shut­tles ist der Bauraum für den Tele­skop­an­trieb meist beson­ders knapp bemessen. Hier findet beispiels­weise der Außen­läu­fer­motor VDC 49.15 einen typi­schen Einsatz­be­reich (Bild 3).

Bild 3: Der Außen­läu­fer­motor VDC 49.15 ist ein idealer Tele­skop­an­trieb. Mit 110 W Leis­tung ist er bei 63 mm Durch­messer gerade mal 52 mm lang und lässt sich gut mit dem robusten Optimax-Plane­ten­ge­triebe kombi­nieren. (Bild | ebm-papst)

Bei 110 W Leis­tung ist er bei 63 mm Durch­messer gerade mal 52 mm lang und lässt sich eben­falls gut mit dem robusten Optimax-Plane­ten­ge­triebe kombi­nieren. Diese Kompakt­heit ermög­licht den Einsatz von je einem Antrieb pro Tele­skoparm, somit zwei Antrieben pro Tele­skop, was die Leis­tungs­dichte des Shut­tles als auch die Durch­satz­leis­tung des Lagers massiv erhöht. Bei der Getrie­be­aus­le­gung sind – bei entspre­chender Stück­zahl – auch Anpas­sungen möglich. Was ein solcher Tele­skop­an­trieb leisten kann, zeigt sich auf dem Prüf­stand, hier können alle Shut­tle­an­triebe vor ihrem Einsatz getestet und die für die Anwen­dung erfor­der­li­chen Profile abge­fahren werden.

Bild 4: Der kompakte Tele­skop­an­trieb zeigt beacht­liche Ergeb­nisse. (Grafik | ebm-papst)

Gege­be­nen­falls bilden die Werte dann die Grund­lage für ein Fein­tu­ning, denn die Motoren können oft weitaus mehr als in den Daten­blät­tern steht. Der oben beschrie­bene Tele­skop­an­trieb jeden­falls liefert auf dem Prüf­stand beacht­liche Ergeb­nisse (Bild 4). In Kombi­na­tion mit einem zwei­stu­figen Optimax-Plane­ten­ge­triebe bringt eine Antriebs­ein­heit ein Dreh­mo­ment von 10,5 Nm an die Abtriebs­welle. Der Tele­s­kop­me­cha­nismus kann so 50 kg Nutz­last mit einer Beschleu­ni­gung von 1,1 m/s² verfahren.

Eine solche Antriebs­lö­sung empfiehlt sich auch, wenn die Breite des Greif­sys­tems verstellt werden muss, um sie an unter­schied­liche Waren­träger anzu­passen. Sollte sich keine Stan­dard­lö­sung finden, unter­stützen die Motoren- und Getrie­be­spe­zia­listen bei der Auswahl und dem Engi­nee­ring.