Flurförderzeuge: Induktives Laden steigert Verfügbarkeit enorm

Lässt sich die Fahrzeugverfügbarkeit durch neue Formen der Energieübertragung optimieren? Die einfache Antwort lautet: Ja. Heute ist es in Logistikanwendungen jedoch oft noch so, dass Flurförderzeuge manuell an den Strom angeschlossen werden. Das muss nicht so sein. Denn neue Technologien ermöglichen bereits unabhängig vom industriellen e-Fahrzeug das Laden über Induktion. In Verbindung mit autonomen Transportsystemen lässt sich die Verfügbarkeit der Flotte so enorm erhöhen.

Zu den Vorteilen zählt dabei nicht nur der Prozess des Ladens selbst, sondern auch, dass völlig neue Ladekonzepte entstehen, wie zum Beispiel das In-Process-Charging - also das kabellose Laden am Ladegerät während des wertschöpfenden Prozesses.

Zudem können mit dieser intelligenten Ladetechnik Daten über die Kapazität und Energiestatus der Flotte gesammelt werden, um Prozesse langfristig effizienter zu gestalten. Ein Praxisbeispiel zeigt, wie die Umsetzung bei Robotern von Magazino mittels des induktiven Ladens von Wiferion erfolgt ist und welche Erfahrungen dabei gemacht wurden.

So sieht Johannes Mayer, Geschäftsführer bei Wiferion, vier Trends (siehe Kasten) in Intralogistik und Produktion, die dem Wireless Charging unmittelbar Auftrieb verschaffen. Wiferion liefert die Technologie zum induktiven Laden von industriellen Fahrzeugen und Robotern.

Induktives Laden der Flurförderzeuge steigert Einsatzzeit

"Die Trends 'Lithium-Ionen-Akkus, Zwischenladen, Automatisierung und digitale Vernetzung' machen bezüglich der Energieversorgung neue Technologien erforderlich. Denn die heutigen Lade- und Energiesysteme sind für viele autonome Flurförderzeuge ein gewisser Engpass", sagt Mayer.

Schließlich gingen bis zu 30 Prozent der Einsatzzeit für die Batterieladung verloren. Es lägen auch wenige Daten über das Energiesystem der Fahrzeuge vor, um es in ein intelligentes Flottenmanagementsystem integrieren zu können – um etwa den Lade- und Gesundheitszustand der Batterie zu kennen. "Batterien sind oft überdimensioniert und damit zu teuer. Außerdem sind mechanische Lösungen mit Batteriekontakten häufig störanfällig und stellen bei höheren Spannungen ein Sicherheitsrisiko dar", findet Mayer.

Wireless Charging: Aufladen via Ladegerät drinnen wie draußen

Auf diese Anforderungen habe Wiferion mit dem induktiven Laden eine gute Lösung gefunden. "Die Energie kann mit einem Abstand von bis zu 20 Zentimetern zwischen Flurförderzeug und induktivem Ladegerät übertragen werden. Die Lösung ist mit unserem Energiemanagementsystem Etahub ergänzt. Das System ist witterungsbeständig, unabhängig von Nässe einsetzbar, verfügt über eine relativ hohe Positionierungstoleranz und ist wartungsfrei", erläutert Mayer. Anwendungen sind derzeit laut Mayer vorwiegend im Warehouse, im E-Commerce, in der Produktion sowie der Automobilfertigung möglich.

Aus der Praxis: Induktives Laden für Roboter

Benjamin Sommer, Head of Sales & Marketing bei Magazino berichtet über den Roboter Soto, der die Produktion und Montage versorgen soll, sodass das richtige Material zur richtigen Zeit an der Linie zur Verfügung steht.

"Wir befinden uns mit Soto im Produktionsumfeld und haben eine entsprechend lange 'Operation Time'. Diese erreichen wir in erster Linie dadurch, weil wir während des Prozesses laden können oder die Energie mit solch einer hohen Leistung übertragen, dass wir möglichst kurze Ladezeiten haben", erklärt Sommer.

Zum Einsatz in der Automobilindustrie meint Sommer, dass ein 1er-BMW weit über eine Million Konfigurationen hat. Um dessen Montage zu gewährleisten, müsse das richtige Material zum richtigen Zeitpunkt an der Linie sein.

"Aufgrund der großen Anzahl an unterschiedlichen Ausführungen ist der gesamte Kanban- und Sequenzierungsprozess recht komplex. Die richtigen Teile anzuliefern ist somit wichtiger als der Transport an sich", verdeutlicht Sommer.

Induktions-Ladestation direkt am Prozess

Auf die Vorteile des induktiven Ladens angesprochen hat Sommer eine klare Meinung: "Wir haben zuvor Probleme beim Anfahren von Schleifkontakten gehabt. Auch das Thema Verschmutzung spielte immer wieder eine Rolle. Damit hatten wir Einbußen in der Verfügbarkeit des Systems. Deshalb haben wir uns bei Soto für die induktive Lösung entschieden."

Das ergebe vor allem in der Industrie Sinn, weil fahrerlose Transportsysteme häufig die gleichen Stellen anführen. "Mit einem AKL stehen wir immer an der gleichen Stelle eines Förderbands, um ein KLT aufzunehmen. Daher ist es natürlich naheliegend, dort die induktive Ladestation zu positionieren, sodass wir während des Beladens des Roboters entsprechend diesen auch induktiv laden können", beschreibt Sommer.

Aufladen auch in den kürzesten Pausen einfach machbar

Mayer erklärt, dass durchaus Gabelstapler und Schlepper für kabelloses Laden geeignet sind: "Zunächst hatten wir nur die automatisierten Flurförderzeuge für das induktive Laden im Blick. Dann haben wir aber festgestellt, dass kabelloses Laden auch für die manuellen Flurförderzeuge funktioniert – im Zusammenhang mit dem Umstieg auf Lithium-Ionen-Batterien."

Denn der Gabelstapler habe typische Pausen über den Tag verteilt – teilweise nur zwei Minuten für eine Toiletten- oder Frühstückspause des Fahrers. "Das geht aber nur mit Wireless Charging, da man den Fahrer nicht überzeugen kann, wegen zwei Minuten Pause ein 15 Kilogramm schweres Kabel einzustecken", betont Mayer. Traditionelle Flurförderzeuge könnten grundsätzlich nachgerüstet werden, für AGV sei das weniger praktikabel.

Der Ladevorgang müsse also automatisiert erfolgen - in erster Linie bei den automatisierten Fahrzeugen, bei denen man hohe Einsatzzeiten und Verfügbarkeiten haben wolle. "Die Unternehmen wollen auch das Problem der verschmutzten Ladekontakte eliminiert haben, was sich durch das Wireless Charging lösen lässt. Wir benötigen wegen des Prozess-integrierten Ladens auch weniger Flächen für das Laden, also keine Laderäume oder Parkplatzflächen, da der Ladevorgang im wertschöpfenden Prozess stattfindet", unterstreicht Mayer.

Drahtlose Energieübertragung nicht mehr verlustreich

Die aktuelle induktive Ladestation hat laut Mayer eine Ladeleistung von 3000 Watt (drei Kilowatt). "Der Wirkungsgrad der übertragenen Energie liegt mittlerweile bei über 93 Prozent – also genauso gut wie mit einem Kabel", betont Mayer. Das sei vor nicht allzu langer Zeit noch deutlich schlechter gewesen. "Außerdem ist unser System wassergeschützt - auch bei schmutziger Umgebung im Außenbereich. Die Batterie ist übrigens auch vor Tiefenentladung geschützt", weiß Mayer zu berichten.