Ein Kunststoffprofil im Einsatz für absolute Positionierung in Förderanlagen
Die Paul Vahle GmbH & Co. KG, einer der weltweit führenden Systemanbieter für mobile Industrieanwendungen, und Technoform starteten Anfang des Jahres ein gemeinsames Entwicklungsprojekt für ein Tragprofil aus Kunststoff, das in einem neuen Positioniersystem zum Einsatz kommen soll.
In der Industrie, insbesondere dort, wo automatisierte Fördersysteme eingesetzt werden, ist eine exakte Positionierung im Millimeterbereich von entscheidender Bedeutung. Die Positionierlösungen von VAHLE, die sowohl mit magnetischen als auch mit optischen Verfahren erhältlich sind, schaffen die Voraussetzungen dafür. Die Notwendigkeit einer neuen Leistungsklasse für ein magnetisches Positioniersystem ergab sich aus den Anforderungen eines Kunden. Gemeinsam wurden die Kriterien an ein neues System für größere Leistungen formuliert. Daraus resultierte die Entwicklung einer Stromschiene und eines Tragprofils.
Robustes und flexibles Profildesign
Die absolute Positionierung ist dabei Teil einer Systemlösung, die in Kombination mit der jeweiligen Stromschiene die notwendige Energie liefert. Das Produktbundle eignet sich weltweit für unterschiedlichste Industrien. Überall dort wo eine zuverlässige und robuste Positionierung erforderlich ist: auf den Fertigungsstraßen der Automobilindustrie, über Fahrgeschäfte für Vergnügungsparks, bei Krananwendungen oder klassisch im Bereich der Intralogistik.
Der Markt signalisierte einen Bedarf für höhere Lasten in Containerhäfen, in denen große Brückenkräne eingesetzt werden. Weiterhin profitieren Sägewerke, wo diese Systeme zum Transport von Baumstämmen verwendet werden. Bei der Neuentwicklung lag das Ziel von VAHLE darin, das benötigte Kunststoffprofil für das Positionierungssystem so robust sowie flexibel wie möglich zu gestalten.
Ein Prinzip für maximale Sicherheit
Dieses Positioniersystem verwendet ein magnetisiertes Codeband, welches in die Nut des Tragprofils eingeklipst wird. Der absolute Positionswert ist magnetisch codiert, wobei Nord- und Südpol verwendet werden, ähnlich der Grundfunktion eines klassischen Barcodes. Allerdings erfolgt die Erfassung optisch über ein Kamerasystem.
In diesem System bewegt sich ein Lesekopf entlang des magnetischen Codebands, der eine integrierte Elektronik enthält. Der Lesekopf wird sicher durch das Kunststoffprofil geführt und dekodiert das Codeband in Echtzeit, um die absolute Position zu bestimmen. Die Verwendung einer magnetischen Lösung gewährleistet eine zuverlässige Positionserfassung auch in höchst anspruchsvollen Umgebungen, ohne dass Umwelteinflüsse wie Lichtreflexionen, Schmutz, Staub oder Öl die exakte Messung beeinflussen.
Selbst bei einem Stromausfall und anschließender Wiederinbetriebnahme behält das System seine Position in der Anlage bei. Das Steuerungssystem des Kunden gewährleistet somit kontinuierlich die genaue Lokalisierung des Fahrzeugs.
Für das Kunststoffprofil bedeutet dies, dass es eine höchste Formstabilität aufweisen muss, da der Lesekopf dauerhaft gegen das Kunststoffprofil mit dem integrierten Codeband drückt und in ständigem Kontakt damit sein muss.
"Wir haben eine enge Toleranzgrenze von 10 mm, daher war ein verstärktes Material erforderlich. Durch den Austausch mit Technoform konnten wir den richtigen Werkstoff identifizieren. Erste Berechnungen und Toleranzbereiche haben Potenziale aufgezeigt",
sagt ein Entwicklungsingenieur von VAHLE.
Hohe Steifigkeit bei gleichzeitiger Biegsamkeit
Das Tragprofil aus Kunststoff musste in alle Richtungen im Bogen der Isolierschiene montiert werden können. Gleichzeitig sollte es eine hohe Steifigkeit über 2 Meter aufweisen, um im System mit der Stromschiene dieselben Aufhängeabstände zu gewährleisten. Dies ermöglicht eine vereinfachte Montage des Gesamtsystems. Hierbei wird in der Regel auf bis zu 2 Metern durch eine Aufnahme unterstützt. Die Durchbiegung sollte so gering wie möglich sein und dabei gleichzeitig einen Radius erlauben. Dadurch kann der Kunde vor Ort auf seiner Baustelle Radien ohne jegliche Hilfswerkzeuge erstellen.
Anforderungen an das Kunststoffprofil:
- Hohe Steifigkeit: Durchbiegung bei Nutzung unter 10 mm
- Eignung für raue Umgebungen
- Säurebeständigkeit
- Hohe Verschleißfestigkeit
Teil des Entwicklungsprojekts bei VAHLE ist die Prüfung der Kunststoffprofile in einer Hängebahn des hauseigenen Prüflabors. Dort werden die Grenztoleranzen an ca. fünf Proben getestet. Mit dem Profil wird ein Radius gelegt und in der Testaufhängung auf seine Leistung und Eigenschaften überprüft.
„Die Herausforderung bei diesem Projekt war es, nicht zu viel und nicht zu wenig Steifigkeit im Profil zu erreichen.“
Holger Hofmeister, Projektentwicklung bei Technoform.
Fazit
Acht bis zwölf Monate nach Start des Entwicklungsprojekts für das Kunststoffprofil kann VAHLE eine Markteinführung für das neue System realisieren, um höhere Lastenbereiche zu bedienen und größere Abstände der Aufhängungen zu erlauben.
Die Neuentwicklung bietet eine robuste Lösung für vielseitige und raue Umgebungen. Zugleich wird eine hohe Kompatibilität mit weiteren Produkten der VAHLE Stromschienensysteme erreicht.
In der Projektzusammenarbeit zwischen Technoform und VAHLE konnte eine zügige gemeinsame Konstruktion der optimalen Kunststoffprofilgeometrie und die bestmögliche Materialauswahl erfolgen.