15.05.2019

Flexible Leitungen sorgen für zusätzliche Sicherheit bei Regalbediengeräten

Auf Nummer sicher gehen

Die Bedeutung der Intralogistik nimmt weltweit zu. Systemanbieter wie Viastore Systems planen und realisieren automatische Lagersysteme - vom Kleinteile- über Paletten- bis zum Shuttlelager - inklusive der Regalbediengeräte (RBG). Diese müssen schnell und flexibel arbeiten, um auf veränderte Bestellzyklen und -mengen reagieren zu können. Außerdem fordern die Anwender ausfallsichere Systeme, um ungeplante Stillstände zu vermeiden. Viastore setzt bei der Versorgung seiner Regalbediengeräte mit Energie und Daten auf die flexiblen Chainflex-Leitungen von Igus.


Viastore Systems plant und realisiert automatisierte Lagersysteme - vom Kleinteile- über Paletten- bis zum Shuttlelager - inklusive der Regalbediengeräte (RBG). Diese müssen schnell und flexibel arbeiten, um auf veränderte Bestellzyklen und -mengen reagieren zu können.
Bild: Viastore Systems GmbH

Bedingt durch einen stark wachsenden Internet-Handel entwickelt sich auch die Intralogistik entsprechend. Die Anbieter organisieren innerbetriebliche Materialflüsse mittels technischer Systeme und Softwarelösungen. Ein elementarer Bestandteil der modernen Logistik sind automatische Regalbediengeräte (RBG). Sie bewegen Waren und lagern diese in die Fächer der Hochregale ein und von dort wieder aus, und das oft in Höhen bis zu 45m und mehrfach tief. Mit der Hilfe dieser schienengeführten Fahrzeuge sind heute schmale Gassen und eine optimale Raum- und Flächennutzung möglich. Immer höhere Fahrleistungen senken die Zugriffszeiten und erhöhen die Systemleistungen der RBGs.

Regalbediengeräte für alle Anwendungen

Als Spezialist für Lagersysteme und -software plant, entwickelt und realisiert Viastore automatische Kleinteilelager (AKL), Palettenlager und Tablarlager. Das Unternehmen aus Stuttgart mit RBG-Fertigung in Bietigheim-Bissingen entwickelt und produziert seit 1970 Regalbediengeräte für sämtliche Lagertypen, in allen Größen- und Geschwindigkeitsklassen. "Wir unterscheiden bei unseren automatischen Regalbediengeräten drei Grundtypen, die wir nach ihrer möglichen Fahrgeschwindigkeit und Nutzlast einteilen", erklärt Otto Funk, Leiter Konstruktion bei Viastore Systems. Das kleinste Regalbediengerät für automatische Kleinteilelager ist Viaspeed. Es ist speziell für Kunststoffbehälter und Kartons ausgelegt und wird bei einer Nutzlast von 50kg und einer Regalhöhe bis zu vierzehn Metern eingesetzt. Mit einer Fahrgeschwindigkeit von 6m/s und einer Beschleunigung von 3m/s² ist es hochdynamisch. Ein Wegmesssystem bestimmt seine Position. Mit dem RBG Viaspeed XL lassen sich Lasten bis zu 300kg aufnehmen und bei einer Höhe bis zu 20m neben Behältern auch Tablare befördern. Es verfügt über eine Fahrgeschwindigkeit bis 5m/s und beschleunigt vertikal in 2m/s². Außerdem ist Viaspeed XL bei Temperaturen von -40°C bis +45°C einsetzbar. Das leistungsstärkste Regalbediengerät schließlich, Viapal, stemmt Paletten, Gitterboxen und andere Lasten bis zu drei Tonnen bei einer Systemhöhe bis 45m. Der dynamische Fahrantrieb macht eine Fahrgeschwindigkeit von 3m/s und eine vertikale Beschleunigung von 1,5m/s² möglich. Viapal lässt sich zudem für unterschiedliche Güter und Zugriffsarten ausrüsten, beispielsweise mit Lastaufnahmemitteln für Coils oder Rollen.

Hohe Anlagenverfügbarkeit durch ausfallsichere Komponenten

Ob klein oder groß, die Anforderungen an Regalbediengeräte sind ähnlich. Viastore bietet Lösungen, die hoch dynamisch und flexibel sind sowie bei der steigenden Anzahl an Artikeln und Bestellungen mehr Aus- und Einlagerungen ermöglichen. Lagerbetreiber erwarten von automatischen Lösungen, dass sie sich an Bestellprozesse anpassen und schneller auf Spitzenzeiten reagieren. Zudem verlangen sie zuverlässige und langlebige Lösungen, die eine hohe Verfügbarkeit der Anlage sicherstellen und die Instandhaltungskosten niedrig halten. Vor diesem Hintergrund ist entscheidend, dass auch die in den Geräten verbauten Komponenten einwandfrei funktionieren und nur selten bis gar nicht gewartet werden müssen - wie die wartungsfreien Polymer-Energieketten und Chainflex-Leitungen von Igus. Sie sind im Hubwerk am Mast der Regalbediengeräte montiert und versorgen wie eine Nabelschnur die Systeme mit Energie und Daten.

Bündelverseilung verhindert Aderbrüche

"Um den schnellen Hubbewegungen und Schwingungen standzuhalten, müssen die in der E-Kette geführten Leitungen einen speziellen Aufbau haben", erläutert Otto Funk. "Besonders bei großen Gerätehöhen wie bei unserem Viapal-System oder bei hohen Geschwindigkeiten wie bei unserem Viaspeed-System sind die Belastung für die Leitungen extrem hoch." In den immer schneller werdenden automatisierten Lagersystemen konnte es in den langen Gassen zu Stillständen kommen, da die herkömmlichen oder auch "kettentauglichen" Leitungen oft Korkenzieher bilden. Das kann zum Aderbruch führen. Dies war der Grund, warum Igus 1989 begonnen hat, spezielle Leitungen für den dynamischen Einsatz in Energieketten unter dem Markennamen Chainflex zu entwickeln. Denn die Anforderungen an Leitungen für bewegte Anwendungen sind wesentlich höher als für die Festverlegung. Sie benötigen spezielle Eigenschaften, um trotz der vielen Zyklen, der hohen Geschwindigkeiten und oft widrigen Umgebungsbedingungen einwandfrei zu funktionieren. Viastore Systems setzt daher auf die für die Dynamik konzipierten Leitungen, die den Anforderungen standhalten. Der Grund liegt in ihrem spezifischen Aufbau - der Bündelverseilung. Das Prinzip hat sich Igus bei den Stahlseilen abgeschaut: Bei der bündelverseilten Chainflex-Leitung werden die Adern nicht in Lagen um das Zentrum der Leitung verseilt - wie bei den sonst üblichen "lagenverseilten" Leitungen - sondern in drei, vier oder fünf Adern miteinander verseilt, die dann wieder zu einer Gesamtverseilung der Bündel miteinander verseilt werden. Bei großen Verseilaufbauten geschieht dies um ein Zugentlastungselement. Zusätzlich füllen zwickelfüllend extrudierte Innenmäntel die Zwischenräume zwischen den Adern aus. So kann sich die Verseilung nicht aufdrehen und jede Ader wird bei der Bewegung in der Energiekette gleichermaßen im Innen- und Außenradius bewegt. Dadurch werden einseitige Streckungen und Stauchungen, die bei der Lagenverseilung oft zu Aderbrüchen oder den gefürchteten Korkenziehern führen, vermieden.

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Leitungen trotzen Minusgraden in Tiefkühllager

Neben biege- und verschleißfesten Leitungen sind für Viastore ebenso temperaturbeständige Leitungen wichtig, denn das Unternehmen plant und realisiert auch Tiefkühllager. Dort sind die Leitungen zusätzlichem Stress ausgesetzt: Sie müssen kleine Biegeradien und Millionen von Hübe bei sehr tiefen Temperaturen mitmachen. "Wenn wir Tiefkühllager bauen, die unter -20° haben, dann lagern wir die empfindliche Elektronik in einen separaten, warmen Raum aus und führen anschließend die Energiekette mit den Chainflex-Leitungen in den eiskalten Raum", beschreibt Otto Funk die Vorgehensweise. Diese Haltbarkeit der Leitungen bei extremen Temperaturen liegt nicht nur an dem besonderen Konstruktionsprinzip der Chainflex-Leitungen, sondern auch in den eingesetzten Materialien. Um den richtigen Werkstoff zu finden, hat Igus im Testkühlcontainer des hauseigenen Labors eine Vielzahl an Tests mit immer neuen Mischungen ausgeführt. Dabei waren die Leitungen Temperaturen von -40°C bis +60°C sowie ständigen Biegebeanspruchungen ausgesetzt. Sie wurden unter realen Bedingungen ständig in der Energiekette verfahren. Bei besonders kalten Umgebungsbedingungen setzt der Kunststoffspezialist auf seine Chainflex-Leitungen mit speziell entwickelten hoch kälteflexiblen TPE-Außenmantelwerkstoffen.

Standards und Massen-Einzelfertigung

"Ein weiteres Entscheidungskriterium für Igus ist die Vielzahl an Leitungstypen", betont Friedbert Dannenhauer, stellvertretender Konstruktionsleiter beim Intralogistik-Spezialisten. Igus hat 1.244 Chainflex-Leitungen im Sortiment - von Steuer- und Servoleitungen über Motor- und Roboterleitungen bis hin zu Bus-, Geber- und Lichtwellenleitungen. Dadurch sind die Konstrukteure bei Viastore flexibel und können für jede Anwendung die passende Leitung auswählen. "Wir brauchen einen Lieferanten, der alles abdeckt: sowohl die Standardleitungen für unsere Regalbediengeräte als auch die Spezialleitungen für besondere Anwendungen wie in temperatursensiblen Bereichen", erläutert Friedbert Dannenhauer. "Wir standardisieren die in unseren Anwendungen eingesetzten Produkte, um Zeit zu sparen", sagt der Elektrotechniker. Zu diesem Zweck hat Viastore gemeinsam mit Igus die relevanten Leitungstypen und die Befüllung der Energieketten bereits vordefiniert. Mithilfe festgelegter Konstruktionsstandards lassen sich auf Basis der gespeicherten CAD-Daten innerhalb kürzester Zeit die technischen Fertigungsunterlagen für die Produktion der Energieführungen von unterschiedlichen Regalbediengeräten erstellen. Und Igus kann innerhalb von drei Tagen liefern.

Systemkompetenz: Alles aus einer Hand

Der Anbieter verfügt zudem über die Systemkompetenz, auch einbaufertige Energieführungs-Systeme zu liefern. Bei Igus heißen die Module Readychain. Diese sind mit Chainflex-Leitungen inklusive Steckverbinder und Anschlussteilen nach diversen Herstellerstandards oder nach den Kunden-Vorgaben konfektioniert, mit allen Schnittstellen und Anbauteilen für die schnelle Montage vor Ort. Von der Planung und der Beschaffung der Einzelkomponenten über die Konstruktion und Fertigung der E-Ketten und Leitungen bis hin zur maßgeschneiderten Konfektion deckt Igus den gesamten Prozess ab und ist in der Lage, ab Losgröße eins oder in Serie nach den Vorgaben des Kunden alles aus einer Hand zu projektieren und zu liefern. Damit reduziert sich auch der Aufwand im Einkauf bei Viastore, denn es muss nur eine Bestellung ausgelöst werden und der Kunde spart sich die Arbeit, alle Einzelteile von mehreren Lieferanten zu beschaffen. Ferner haben die Verantwortlichen bei Viastore über den gesamten Prozessverlauf denselben Ansprechpartner. "Auf diese Weise spare ich enorme Prozesskosten und reduziere zugleich das Risiko, ob die Komponenten auch einwandfrei funktionieren", verdeutlicht Friedbert Dannenhauer. Denn alle Komponenten sind genau aufeinander abgestimmt und vor Auslieferung geprüft. Igus gibt auf die Chainflex-Leitungen eine Garantie von drei Jahren. Diese Sicherheit kann das Unternehmen bieten, da es alle Leitungen unter realen Bedingungen testet. Im über 3.800m² großen Testlabor werden pro Jahr über zwei Milliarden Testzyklen gefahren, darunter eine Million Chainflex-Leitungstests. Die Testergebnisse fließen in eine Datenbank, auf deren Basis die voraussichtliche Lebensdauer der Produkte berechnet wird, die jeder Anwender auch selbst auf der Igus Homepage berechnen kann.

Lebensdauerberechnung macht Wartung planbar

Die Basis für den Lebensdauerrechner bildet die in Jahrzehnten gewachsene Datenbank, in der die Ergebnisse tausendfacher Tests aus dem Testlabor sowie die jahrzehntelangen Erfahrungen in der Entwicklung und Fertigung von Chainflex-Leitungen gespeichert sind. Auf dieser Grundlage errechnet das Online-Tool die voraussichtliche Lebensdauer der Chainflex-Leitung. Otto Funk hebt hervor, warum das so bedeutend ist: "Wir müssen wissen, wie hoch die zu erwartende Lebensdauer der Leitungen ist, um die Austauschzyklen zuverlässig planen zu können. Ungeplante Systemstillstände dürfen unter keinen Umständen vorkommen. Daher möchten wir gegenüber unseren Kunden für alle Komponenten, die in unseren RBG verbaut sind, Aussagen über deren Haltbarkeit treffen können", sagt Friedbert Dannenhauer.

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