Spurtreue bei allen Fahrmanövern

Spurtreue bei allen Fahrmanövern

Modulares Routenzugsystem „Trail“ auch für engste Produktionsumgebungen

Das Start-up-Unternehmen Wegard hat mit dem „Trail“ ein modulares Routenzugsystem entwickelt und eingeführt, das dank der autonomen elektrischen Lenkung eine besonders hohe Spurtreue aufweist und dadurch sehr wenig Verkehrsfläche benötigt. Der modulare Aufbau ist die Basis für eine schnelle und preiswerte Umsetzung individueller Wünsche der Anwender.

1. Modulares Routenzugsystem „Trail“ mit verschiedenen Varianten des Lastmoduls (Quelle: Wegard)
2. Autonome elektrische Hinterachse des Routenzuges (Quelle: Clark)
3. Schlepper mit Bedienpanel für den Routenzug (Quelle: Wegard)
4. Pilotprojekt: Wegard-Routenzug mit U-Frame und Trolleys bei der Greiner Bio-One GmbH (Quelle: Wegard)
5. Doppel-U-Frame als Kundenlösung in Kooperation mit Clark Europe (Quelle: Clark)

Das Angebot an Routenzuganhängern ist sehr unübersichtlich und differenziert. Im Gegensatz zu den Schleppfahrzeugen, wo sich Standards etabliert haben, müssen die Anhänger zumindest in Teilen speziell auf die Kundenanforderungen zugeschnitten sein. Dies liegt an den individuellen Bedingungen in den Produktionsumgebungen. Die Maße und die Gewichte der zu transportierenden Produkte, der Ladehilfsmittel und der Trolleys unterscheiden sich sehr. Zudem sind die Art der Beladung der Anhänger und die Ergonomie wichtige Kriterien.

Das Problem: Spurtreue der Routenzuganhänger

Neben dem Wunsch nach einer preiswerten Lösung ist jedoch eine weitere Anforderung immer gleich: Die Anhänger müssen ein gutes Nachlaufverhalten haben. Jeder Anhänger soll dem vorausfahrenden Anhänger möglichst gut folgen, da sich die Spurabweichung mit der Anzahl der Anhänger aufsummiert. Eine schlechte Spurtreue führt nicht nur zu einem großen Verkehrsflächenbedarf, sondern beeinträchtigt auch den sicheren Betrieb des Routenzuges. Die hinteren Anhänger, die der Fahrer u. U. in der Kurve nicht mehr sieht, können erheblich von der Fahrspur des Schleppers abweichen und umstehende Güter oder Menschen gefährden. Deshalb wurden aufwändige vierradgelenkte Anhänger entwickelt, bei denen die Lenkinformation über den Rahmen durch ein Gestänge oder eine Hydraulik von der Deichsel an die Vorderräder und die Hinterräder übertragen wird. Diese Anhänger erreichen zwar eine deutlich bessere Spurtreue als ungelenkte Systeme, aber dennoch kommt es zu erheblichen Spurabweichungen in bestimmten Fahrmanövern. Denn es gibt keine feste kinematische Verbindung, die in allen Fahrmanövern Spurtreue ermöglicht. Manche Systeme sind in der Kreisfahrt zwar spurtreu, aber beim Hineinfahren in die und beim Hinausfahren aus der Kurve kommt es zu extremen Spurabweichungen. Zudem sind die konstruktiven Einschränkungen enorm.

Eine Lösung: Autonome elektrische Lenkung

Dieser Widerspruch war der Ansatz zur Entwicklung einer möglichst einfachen elektrischen Lenkung, die in allen Fahrmanövern optimale Spurtreue liefert und dabei ohne eine zentrale Steuerung, die mit dem Schlepper verknüpft ist, auskommt. Der Anwender kann nach wie vor jeden Schlepper verwenden und die Anhänger ohne Problem tauschen. Dies ist mit der autonomen Achse, die als Hinterachse das Kernstück des modularen Routenzugsystems „Trail“ bildet, gelungen. Sie enthält in kompakter und robuster Bauweise die gesamte Sensorik, Aktorik und Elektronik, um optimale Spurtreue zu erzielen. Erreicht wird dies durch die Messung der beiden Raddrehzahlen und des Lenkwinkels. Der Algorithmus errechnet dann, auf welcher virtuellen Trajektorie der vorausfahrende Anhänger und der betrachtete Anhänger selbst fährt. Hieraus wird in Echtzeit der einzustellende Lenkwinkel berechnet und angesteuert. Das von der Wegard GmbH entwickelte und eingeführte System, das im Jahr 2018 mit dem IFOY-Award ausgezeichnet wurde, ermöglicht die beste Spurtreue der derzeit am Markt verfügbaren Lenksysteme für Routenzüge.

Gestaltungsvorteil: Modul-System

Der geringe Flächenbedarf des Routenzuges sowie der einfache und robuste Aufbau sind jedoch noch nicht die entscheidenden Vorteile des Systems. Da es nicht mehr nötig ist, Lenkinformation von vorn nach hinten zu übertragen, ist das Design des Lastsystems vollkommen frei. Erst dadurch lässt sich der Anhänger als modulares System gestalten (Bild 1), das nunmehr aus der gelenkten Hinterachse (Bild 2), der Vorderachse, einem optionalen Hubsystem und kundenspezifischen Lastmodulen zusammengesetzt werden kann.

Optional einsetzbar ist ein Bedienpanel, mit dem neben der Hubfunktion jedes einzelnen Anhängers weitere Fahrfunktionen realisiert werden können (Bild 3). Beispielsweise lassen sich alle Räder in eine Richtung lenken, um an einer Übergabestation seitlich zu rangieren. Eine weitere Funktion, die mit Hilfe der elektrischen Lenkung realisiert werden kann, ist der sog. Ziehharmonikaeffekt. Hierbei werden die Räder wechselseitig nach links und rechts gelenkt. Dadurch zieht sich der Routenzug ähnlich einer Ziehharmonika zusammen, um beispielsweise in eine kurze Schleuse einfahren zu können. Auf Wunsch ist es auch möglich, die Fahr- und Benutzungsdaten aufzuzeichnen und für Analyse, Überwachung und Optimierung der Logistiksysteme zu nutzen. Jeder Anhänger kann durch eine CAN-Schnittstelle angesprochen werden, wodurch die Basis für die zukünftige Einbindung in automatisierte Routenzugsysteme gelegt ist. Bei den Lastmodulen und Routenzugtechniken hat der Anwender die Wahl zwischen allen gängigen Bauarten, wie einfache Plattformwagen, C- oder U-Frames. Die Länge und die Beladehöhe sind dabei frei wählbar. Die elektrische Lenkung ermöglicht auch den Einsatz von unterschiedlichen Anhängern in einem Routenzug. Der Nutzer kann sogar bei sich ändernden Anforderungen das Lastsystem seiner Routenzuganhänger austauschen und beispielsweise von einem C- auf einen U-Frame wechseln, ohne neue Anhänger beschaffen zu müssen. Ökonomisch und schnell realisierbar sind somit sehr kostenbewusste Lösungen auch ohne Hubsystem bis hin zu kundenindividuellen Anhängern, beispielsweise mit Doppel-U-Frame, zusätzlichen Fahrfunktionen und Auswertesystemen.

Zwei Beispielprojekte

Die gute Spurtreue und die Modularität waren Voraussetzungen für die Einführung des Routenzuges „Trail“ bei der Greiner Bio-One GmbH (GBO). Die engen Fahrwege und die großen Abmessungen der zu transportierenden Produkte erforderten die Entwicklung eines sehr kompakten Anhängers (Bild 4). Der U-Frame ermöglicht die beidseitige ergonomische Beladung auch mit schweren Lasten. Die Trolleys rasten dabei automatisch im Anhänger ein. Der schlanke Rahmen sorgt für eine gute Übersicht und ist Voraussetzung für die Durchfahrt durch Schleusen in der Produktion bei GBO – trotz maximaler Beladehöhe.

In einem weiteren Projekt wurde mit der Clark Europe GmbH ein Anhänger entwickelt, der auf die Anforderungen eines russischen Kunden zugeschnitten ist (Bild 5). Mit den Doppel-U-Frame-Anhängern können jeweils zwei Europaletten oder eine Palette mit den Abmessungen 1600 mm x 1000 mm und einem Gewicht von 1600 kg auf engstem Raum transportiert werden. Die Anhänger werden in Kooperation mit der Gabriel Transportsysteme GmbH in Eslohe (Sauerland) hergestellt.

Ergänzende Informationen

  • Ulrich, S.; Bruns, R.; Krivenkov, K.: Simulationsgestützte Entwicklung eines Lenkkonzeptes für Routenzüge. In: Logistics Journal: Proceedings, 2014, ISSN 2192-9084.

  • Bruns, R.; Piepenburg, B.; Ulrich, S.; Krivenkov, K.: Simulationsgestützte Untersuchung der Spurtreue von Routenzügen. In: Logistics Journal: Proceedings, 2013, ISSN 2192-9084.

  • EP 1 61 72789.6: Aktive gelenkte Achse für gleislose Routenzüge, 2018.

  • DE 10 2014 106 928 A1, EP 2 944 549 A2: Gleisloser Routenzug, 2014

  • www.wegard.de

  • www.rollcart.de

  • www.clarkmheu.com/de

Technische Logistik 08/2020