Ausgereifte Ladesysteme für elektrische Fahrerlose Transportsysteme (FTS)

In der Logistik werden Waren bewegt, vom Lager zum Warenausgang, eingelagert bei Ankunft ab Rampe, von Transportfahrzeugen umgelagert – alles ist stetig in Bewegung. Fahrerlose Trans­portsysteme (FTS), im englischen Sprachgebrauch auch Automated Guided Vehicles (AGV) genannt, sind als Elektrofahrzeuge ein fester Bestandteil von zukunftsorientierten Logistikanwen­dungen. Sie navigieren batteriebetrieben durch Lagerhallen oder Containerhäfen und tragen wesentlich zur Effizienzsteigerung und Kostenreduktion in den Logistik-Prozessen bei. Darüber hinaus lässt sich der Transport mit diesen Fahrzeugen emissionsfrei und umweltschonend realisieren.

Um die FTS konstant im Fluss zu halten und die Arbeitsabläufe nicht zu unterbrechen, kommen automatische Batteriewechselsysteme oder hochleistungsfähige Ladestationen zum Einsatz. Wichtig dabei: der Ladevorgang muss schnell abgewickelt werden, um Stillstandszeiten zu ver­meiden und die Kosten tief zu halten. Das Schweizer Unternehmen Stäubli Electrical Connectors hat in puncto Lade-Anwendungen passgenaue, leistungsfähige und sichere Lösungen für nahezu jede Aufgabenstellung.

Einfache und flexible Steckverbinderlösung

Ein automatischer Batteriewechsel erfolgt robotergesteuert, weshalb die Anschlüsse zur Strom­übertragung steck- und trennbar sein müssen. Ausrichtungsfehler bis zu einem bestimmten Grad benötigen Kompensation und die Verbindungslösung muss einer hohen Anzahl von Steckzyklen standhalten. Das modulare Steckverbindersystem CombiTac von Stäubli ermöglicht die freie Konfiguration der zu übertragenden Medien und wird für diese Anwendung mit einem zusätzlichen Rahmen ausgerüstet, um eine ungenaue Führung auszugleichen. Zur Signalübertragung stehen verschiedene Kontakte und hochdichte Kontaktträger zur Auswahl, spezielle Last-Mate-First-Break Kontakte überwachen und kontrollieren den Verbindungsstatus und sorgen für erhöhte Sicherheit. Ein 10 Gbit-Modul für Industrial Ethernet-Anwendungen erfüllt die Anforderungen von CAT6A und eignet sich für den Echtzeit-Datenaustausch.

Damit die Steckverbinderlösung individuell auf die Anwendung abgestimmt ist, kann Stäubli Electrical Connectors, mit über 50 Jahren Erfahrung, auch kundenspezifische Designs entwickeln. Vertriebsingenieure und Konstrukteure unterstützen während des gesamten Prozesses, ein­schließlich der Bereitstellung von 3D-CAD-Modellen für die einfache Integration in Kundenzeich­nungen sowie von Eins-zu-eins-Mustern. Die Stäubli Multilam-Kontakttechnologie ist auf sehr hohe Steckzyklen ausgelegt: Produkte aus dem Sortiment rund um Automationstechnik (Dockingline) gewährleisten sowohl bis zu einer Million Steckzyklen als auch einen wartungsreduzierten Betrieb der Anlage. Die breite industrielle Expertise ermöglicht es, optimal zugeschnittene Standard- oder spezifische Kundenlösungen zu konzipieren.

Automatisches Schnellladesystem

Bei automatisierten Logistikprozessen, die ohne Eingriff von Personal reibungslos funktionieren, muss auch die Energieversorgung autonom stattfinden. Dabei kommuniziert das automatische Ladesystem nicht nur mit dem Fahrzeug, sondern auch mit einer übergeordneten Software, die den gesamten Ladeprozess steuert und überwacht. Der Trend in Richtung flexibler Systeme, die leitlinienfrei fahren oder deren Leitlinie zumindest ohne größeren baulichen Aufwand geändert werden kann, zeichnet sich ab. Somit sind auch anpassungsfähige Ladesystem gefragt, die sich sowohl an die Anwendung als auch an die bestehende Infrastruktur anpassen lassen.

Mit dem automatischen Schnellladesystem QCC (Quick Charging Connection) bietet Stäubli Electrical Connectors eine marktreife automatische Kontaktierungslösung an, die sich bereits im Einsatz bewährt. Das Kernstück bildet die einzigartige Multilam-Technologie, bei welcher ein konstanter Federdruck der Multilam-Stege eine über die gesamte Lebensdauer gleichbleibende Kontaktierung zwischen den Kontaktflächen sicherstellt und so eine dauerhaft hohe Effizienz der Leistungsübertragung ermöglicht. Zusätzlich bietet die Multilam-Technologie einen Selbstreini­gungseffekt bei jedem Steckvorgang. So lassen sich auch ohne zusätzliche Reinigung oder Wartung dauerhaft hohe Ströme übertragen. Diese Eigenschaften führen zu kürzester Ladezeit der FTS-Batterien, so dass der Arbeits- bzw. Fahrplan der FTS nicht unterbrochen wird.

Der Laderhythmus lässt sich an die Anwendung anpassen. Durch regelmäßige, kurze Ladezyklen kann die Baugröße der eingesetzten Batterie klein gehalten werden, was sich positiv auf das Fahr­zeuggewicht, den Platzbedarf an Bord und die Betriebskosten auswirkt. Das Nachladen erfolgt während der geplanten Boxenstopps oder bei Umladevorgängen an Ladestationen entlang der Strecke. Solch kurze Zwischenladungen, sogenanntes „opportinity charging“, können schonender für die Batterien sein als eine Vollladung. Dieses Schnellladesystem von Stäubli ist auf über 100‘000 Steckzyklen ausgelegt für dauerhaften und langjährigen Betrieb.

Die Ladevorrichtungen verfügen zudem über eine patentierte mechanische Führung, welche mit hoher Toleranzaufnahme Lageungenauigkeiten und Abweichungen in der Positionierung aus­gleicht. Ein optionales automatisches Selbstreinigungssystem mit Druckluft entfernt vor dem Lade­vorgang mögliche Fremdkörper in der Ladevorrichtung, um einen zuverlässigen und wartungs­armen Betrieb sicherzustellen – sowohl im Innen- als auch Außenbereich. Dank der wasserdichten Ausführung (IP55) verhindert das innovative System zusätzlich starke Verschmutzungen oder Wassereintritt, der zu gefährlichen Kurzschlüssen führen kann.

Auch für Sicherheit ist gesorgt. Das Stäubli System ist so ausgelegt, dass in jeder Situation, ob gesteckt oder ungesteckt, alle spannungsführenden Teile berührungsgeschützt sind. Erst wenn die Verbindung vollständig gesteckt ist, werden die Leistungs- und Signalkontakte freigelegt und es erfolgt die elektronische Freigabe zum Start des Ladevorgangs. Durch diesen vollständigen Berührungsschutz bis zum Abschluss des Steckvorgangs und die zusätzliche elektronische Freigabe ist das System doppelt sicher. Es gibt keine freiliegenden spannungsführenden Teile wie Oberleitungen oder Stromschienen, die berührt werden könnten. Die sicheren, vielseitig anpass­baren und leistungsfähigen Ladelösungen von Stäubli unterstützen wirkungsvoll die Effizienz­steigerung in den Logistik-Prozessen der Zukunft.

Fußnote: Die FTS- Definition gemäß VDI – Fahrerlose Transportsysteme (FTS) sind innerbetriebliche, flurgebundene Fördersysteme mit automatisch gesteuerten Fahrzeugen, deren primäre Aufgabe der Materialtransport, nicht aber der Personentransport ist. Sie werden innerhalb und außerhalb von Gebäuden eingesetzt und bestehen im Wesentlichen aus folgenden Komponenten: einem oder mehreren fahrerlosen Transportfahrzeugen, einer Leitsteuerung, Einrichtungen zur Standortbestimmung und Lageerfassung. Sowie Einrichtungen zur Datenübertragung, Infrastruktur und peripheren Einrichtungen.