Konzeptentwicklung eines neuartigen, automatisierten und modularen Kopplungssystems des Long Haul Robot Trucks für variierende Transportcontainer: Produktentwicklung, Konstruktion, Simulation und Demonstratorbau.

Kurzfassung

Die steigenden Anforderungen an die Lieferketten stellen den Wa rentransport vor immer größere Herausforderungen. Die Automatisie rung in der Logistik bietet eine Möglichkeit, diesen Herausforderun gen gerecht zu werden und die Effizienz zu steigern. Für den Einsatz autonomer Transportsysteme wie des LHRT in der Logistik müssen auchderenTeilsysteme,wiedasKopplungskonzept,soentwickeltwer den, dass sie automatisiert betrieben werden können. Für die Entwicklung eines automatischen und modularen Kopp lungskonzepts wurden im Rahmen dieser Arbeit Recherchen zu be stehenden Kopplungssystemen sowie zu einer zuvor definierten Aus wahl an Containerarten durchgeführt. In Anlehnung an die Phasen des Produktentwicklungsprozesses nach VDI 2221 wurden mithil fe eines morphologischen Kastens verschiedene Konzepte entwickelt. Anhand einer technischen Bewertung wurde daraus ein Konzept aus gewählt. Dieses wurde anschließend konstruktiv umgesetzt und an hand zuvor definierter Lastfälle simuliert. Das modulare Kopplungssystem kann Container unterschiedlicher Längen in einer Abstufung von 5 ft aufnehmen. Zu den möglichen Containerarten zählen Container unterschiedlicher Längen mit Eckbe schlägen sowie die Konzepte Pods4Rail und die Kapseln des U-Shifts. Das Kopplungssystem verfügt über zwei Schnittstellen für die jeweili gen Kopplungsarten, die über einen gemeinsamen elektrischen Aktua tor betätigt werden. Durch die Auswertung der Signale der verbau ten Sensoren kann das Kopplungssystem den aktuellen Beladungszu stand des Trägersystems erfassen, falsch beladene Container erken nen und einen möglichen Wartungsbedarf feststellen. Die automati sierte elektrische Kopplung der Container erfolgt bei Bedarf über ein Steckersystem an der Unterseite der Container, das nach dem Prinzip einer Scharfenbergkupplung ausgeführt ist. Abschließend wurde ein Demonstrator mittels 3D-Druck gefertigt, dessen Kinematik mithil fe eines elektrischen Linearmotors angesteuert werden kann. Mithilfe des Demonstrators konnten die Kinematik und die Kopplungsfunktion experimentell auf ihre Funktionalität überprüft werden.