Entwicklung Frachtcontainer-Umschlaggerät-BoxTango

Im Auftrag der Firma BoxTango GmbH entwickelte das Institut für die Entwicklung Mechatronischer Systeme EMS gemeinsam mit zwei weiteren Schweizer Fachhochschulen eine komplexe technische Ausrüstung zum ortsungebundenen und automatisierten Umschlagen von Frachtcontainern zwischen Strasse und Schiene. Das KTI-Projekt wurde beginnend von der Machbarkeitsstudie bis zur Montage und Inbetriebnahme des ersten kommerziell einsetzbaren Geräts federführend bearbeitet.

Problemstellung

Der Kombinierte Verkehr, also der abwechselnde Transport von Containern und Wechselbehältern mit LKW und Eisenbahn, ist heute für Distanzen unter 700 km oft teurer als der reine LKW-Transport. Dies liegt am ineffizienten Güterumschlag zwischen Strasse und Schiene, an den weiten Anfahrwegen zu den Terminals und an den langen Wartezeiten der LKW in den Terminals.

Projektziel

Das Projektziel war ein Umschlaggerät bestehend aus Standard-LKW und aufgebauter Umschlagtechnik zu entwickeln, zu bauen und zu testen, welches Container waagerecht zwischen einem Containertragwagen (Eisenbahn) und einem Lastwagen umladen kann. Dabei galt es wichtige Anforderungen zu berücksichtigen:

• Containerumschlag muss unter dem Eisenbahnfahrdraht möglich sein
• Geringe Umschlagzeit pro Container durch hohen Automatisierungsgrad
• Umschlag sämtlicher Containerausführungen bis zu deren maximaler Nutzlast
• Kostengünstige, robuste und sichere Umschlagtechnik
• Einhaltung der relevanten Strassen- und Schienenverkehrsnormen
• System muss innerhalb eines Tages an unterschiedlichen Freiverladen oder Gleisanschlüssen einsetzbar sein

Lösung

Das entwickelte Umschlaggerät besteht aus einer Grundeinheit, welches die auftretenden Lasten zum Boden leitet und die wichtigen Funktionsbaugruppen trägt. Ein Portalroboter bringt den Container auf ein Wagensystem, das wiederum den Container mit Hilfe eines ausgeklügelten Teleskopantriebs zwischen Eisenbahnwagen und LKW transportiert. Die zur Überwachung und Koordination der Maschine erforderliche leistungsfähige Steuerungseinheit wurde unter durchgängiger Berücksichtigung der Anforderung von mobilen Arbeitsmaschinen ausgewählt und ausgelegt.

Projektdaten

• Projektdauer 2 Jahre
• Projektumfang ca. 12‘000 Stunden, aufgeteilt auf 4 Mitarbeiter
• Erstellte Dokumente: Machbarkeitsstudie, Konzeptentwürfe, 3D-Modell der Maschine (Creo Parametric 2.0), Berechnungen kritischer Komponenten (ANSYS 13, FKM-Richtlinie), Elektro-, Pneumatik- und Hydraulikschema, 2D-Fertigungsdokumentation, umfangreiche Herstellkostenkalkulation
• Fertigung und Montage in Zusammenarbeit mit Industriepartner