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Ruckfreie Linearbewegungen – vom Lenkrad bis zur Gabel

drylin®-Linearantriebe bei Jungheinrich-Sonderstaplern

Viel Arbeit für kreative Konstrukteure gibt es im Jungheinrich-Werk in Lüneburg. Denn dieses Werk ist ausschließlich für Sonderstapler und modifizierte Seriengeräte zuständig und fertigt eine Vielzahl an Flurförderzeugen, die Spezialaufgaben wie zum Beispiel den Transport von Papierrollen nehmen. In den Sonderkonstruktionen kommen bei Bedarf auch schmierstofffreie Linearantriebe von igus® zum Einsatz – sowohl am Fahrer-Arbeitsplatz als auch in den Lastaufnahmemitteln.

Die Jungheinrich AG aus Hamburg ist weltweit die Nummer Drei unter den Herstellern von Flurförderzeugen, wie Gabelstapler und andere Fahrzeuge für den innerbetrieblichen Materialfluss „offiziell“ genannt werden. Die sechs Werke des Unternehmens produzierten 2012 rund 73.200 Flurförderzeuge.

Spezialisiert auf Sonderstapler

Das Werk Lüneburg ist im Produktionsverbund für Sonderstapler und Kleinserien verantwortlich. Zum Teil werden dort vorhandene Geräte aus der Großserie nach Kundenwünschen modifiziert. Viele Geräte werden aber von Grund auf neu entwickelt, wobei die Ingenieure natürlich auf den kompletten Konstruktionsbaukasten der Serienfertigung zurückgreifen können.

Dieses im Staplermarkt nicht ganz selbstverständliche Angebot findet große Nachfrage, denn das 1990 gegründete Werk ist gut ausgelastet. Im vergangenen Jahr haben die rund 230 Mitarbeiter 8.000 Sonderstapler und 6.000 modifizierte Geräte gefertigt. Dabei ist echte Handarbeit gefragt, wie Konstrukteur Dipl.-Ing. Aimo Helbach erläutert: „Die durchschnittliche Losgröße bei Sonderstaplern liegt bei zwei Exemplaren. Wenn wir einen Auftrag über fünf baugleiche Geräte erhalten, ist das schon eine Großserie für uns.“

Sonderstaplern

Der Sonderstapler wird dazu genutzt, Rollwagen in einer Großmolkerei „einzusammeln“ und der Waschanlage zuzuführen. (Quelle: igus® GmbH)

 

Ein Flurförderzeug der besonderen Art

Das Sonder-Niederhubfahrzeug, das Jungheinrich kürzlich in Lüneburg gebaut und an eine skandinavische Großmolkerei geliefert hat, wirkt auf den ersten Blick irritierend. Wo jedes „normale“ Niederhubgerät als Lastaufnahmegerät eine doppelte Gabel zum Aufnehmen von Paletten hat, gibt es hier nur eine einzige Gabel und eine einzige Laufrolle. Vom Fahrwerk her betrachtet, handelt es sich also um eine Art „umgedrehten“ Dreiradstapler. Und die fehlende zweite Gabel wird durch ein zusätzliches auslegerähnliches Lastaufnahmemittel in der dritten Dimension ausgeglichen.

Der Sinn dieser Konstruktion wird deutlich, wenn Aimo Helbach den Einsatzzweck erläutert: „Das Fahrzeug sammelt in der gesamten Molkerei Rollwagen ein, die sich ineinander schieben lassen, und transportiert sie zum Aufgabeplatz einer automatisierten Waschanlage.“ Für diese Aufgabe reicht eine einzelne Gabel, mit der der Fahrer zwischen die Rollen der Wagen fährt. Wenn er die Hubfunktion betätigt, klemmt er die Wagen gegen das obere, feststehende Lastaufnahmemittel und kann sicher auch längere Strecken fahren, ohne einen Wagen zu verlieren.

Zusatzfunktion: Schmierstofffreies Linearsystem schwenkt „Flügel“ aus

Derartige Sonderstapler hat Jungheinrich schon mehrfach für diverse Molkereien gebaut. Beim aktuellen Projekt wünschten die Verantwortlichen aber noch eine Zusatzfunktion. Aimo Helbach: „Die Waschanlage nimmt zehn Rollwagen auf. Damit der Stapler auch nur zehn Wagen transportiert, ist vorn an der Klemmeinrichtung ein dreieckiges Blech montiert, das die Menge der mitfahrenden Wagen begrenzt. Es gibt aber auch andere Destinationen, bei denen mehr Wagen transportiert werden sollen und können. Für diesen Fall sind die Flügel schwenkbar ausgeführt.“

drylin SHT

Die drylin® SHT-Linearachse arbeitet verschleiß- und schmierstofffrei. Ein DC-Motor und eine Endlagenabfrage sorgen für die optimale Integration in die Bewegungsabläufe des Staplers beim Aufnehmen und Absetzen der Rollwagen. (Quelle: igus® GmbH)

 
Jet-Piloten

Die Position des Jet-Piloten lässt sich über eine weitere drylin®-Lineareinheit an die Körpermaße des Fahrers anpassen. (Quelle: igus® GmbH)

 

Der Konstrukteur stand also vor der Aufgabe, das Dreiecksblech motorisch hoch- und herunterzubewegen. Dies geschieht mit einer igus®-Linearachse aus dem drylin® SHT-Programm mit Trapezgewinde und 60 Millimeter Verfahrweg. Der kugelgelagerte, schmierstofffreie Spindel-Lineartisch wurde von igus® einbaufertig mit kompaktem DC-Motor und Endlagenabfrage geliefert. Ein Keil aus verschleißfestem Kunststoff übersetzt die Linear- in eine Schwenkbewegung und sorgt dafür, dass die flügelförmigen Bleche um 30 Grad nach unten schwenken. Den entsprechenden Befehl gibt der Bediener am Jet-Piloten.

Trapezgewinde

Ein Trapezgewinde mit Handrad sorgt für das schnelle Verstellen des Jet-Piloten in der Vertikalachse. (Quelle: igus® GmbH)

 
Ende des Auslegers

Die Bewegung der drylin® SHT-Linearachse bewirkt das Schwenken der flügelförmigen Bleche am Ende des Auslegers. (Quelle: igus® GmbH)

 

Wenn das Flügelpaar nach oben schwenken soll, fährt das drylin®-System in die entgegengesetzte Richtung, der Keil gibt die Bewegung frei, und eine Feder gewährleistet den Rückzug der Flügel in die „Oben“-Stellung. Die ideale Gleitpaarung von Aluminium-Führung und Gleitlagerelementen aus dem Hochleistungs-Polymer iglidur® J gewährleistet einen ruhigen und leisen Lauf; die Spindel selbst ist aus Stahl. Angesteuert wird das System von einem Multifunktions-Mikrocontroller, den Jungheinrich eigens für die Sonderfahrzeuge entwickelt hat.

Hohe Anforderungen an Ergonomie

Dieser von Aimo Helbach konstruierte Antrieb übersetzt gleich zweimal eine Bewegung in die andere (von der rotativen Bewegung des Motors in die lineare des Linearsystems und von dort in die Schwenkbewegung). Das System hat sich in allen Testläufen bestens bewährt – und es ist nicht das einzige, das eine igus®-Linearachse nutzt. Denn auch bei der Gestaltung des Fahrerarbeitsplatzes wurde eine individuelle Lösung konstruiert. Aimo Helbach: „Konventionelle Niederhubfahrzeuge werden über eine Deichsel bedient und haben eine klappbare Fahrerplattform. Da dieses Sondergerät aber sehr lange Fahrwege zurücklegt, wünschen die Fahrer eine Standplattform, an die sie sich anlehnen können.“

Bedieneinheit lässt sich bequem verstellen

In diesem Fall lassen sich die Staplerfunktionen aus Gründen der Ergonomie besser mit dem Multifunktionslenkrad Jet-Pilot als mit einer Deichsel bewegen. Damit Staplerfahrer von unterschiedlicher Größe und Statur die perfekte Fahr- und Arbeitsposition finden, ist der Jet-Pilot in Längsrichtung, d.h. in seinem Abstand zum Fahrer, um 50 Millimeter verschiebbar. Diese Linearbewegung wird ebenfalls von einer drylin®-Achse ausgeführt.

igus-Verkaufsberater

Dipl.-Ing. Aimo Helbach, Konstrukteur im Jungheinrich-Werk Lüneburg, erläutert igus®-Verkaufsberater Christian Wille die Umgebungskonstruktion des igus®-Linearantriebs. (Quelle: igus® GmbH)

 

Hier entschied sich Jungheinrich für ein drylin® SHT-S-System mit Steilgewinde, das über ein Drehrad bewegt wird. Auch diese Achse zeichnet sich, genau wie der elektromotorische Antrieb in der Gabel, durch einen wartungsfreien Trockenlauf aus. Besonders wichtig sind hier die guten Gleiteigenschaften des Linearsystems: Wenn der Bediener die Position des Jet-Piloten verstellt, übt er Hebelkräfte aus, die nach den Gesetzen der Physik nicht optimal sind. Aber die drylin®-Einheit ist „gutmütig“ – sprich: gleitfähig – genug, dies zu verzeihen und den Jet-Piloten ohne Ruckeln in die gewünschte Position zu bringen.

Unmittelbar nach den Fahr- und Funktionstests, denen jeder Sonderstapler unterzogen wird, und der Abnahme durch den Kunden befand sich das Gerät schon auf dem Weg von Lüneburg Richtung Norden. Inzwischen ergänzt es die Staplerflotte der Großmolkerei, zu der auch etliche andere Jungheinrich-Stapler gehören, um einen echten Spezialisten unter den Flurförderzeugen.