Ketterer entwickelt innovativen Radnabenantrieb für fahrerlose Transportfahrzeuge
Oktober 2021Um fast 190 Jahre am Markt zu bestehen und dabei nicht nur zu einem der führenden Unternehmen in seiner Sparte zu werden, sondern es auch zu bleiben, braucht es vor allem zwei Dinge: Innovationskraft und die Bereitschaft, sich weiterzuentwickeln. Die B. Ketterer Söhne GmbH & Co. KG aus Furtwangen im Schwarzwald verfügt über genügend von beidem.
Forderung
Die Entwicklung eines innovativen Antriebs für autonam fahrende Fahrzeuge für die Fertigungs-, Lager- und Logistik-Branche.
Lösung
i-Wheel-Radnabenantriebe von Ketterer: ein wartungsfreier Antrieb der ohne Getriebe in fahrerlose Transportsystemen zum Einsatz kommt.
Ergebnis
Einsparung von Iterationsschleifen und weniger Kosten für Prototypen mithilfe der Unterstützung von NTI und den Lösungen von Autodesk Inventor & Vault.
1832 als Uhrmacherwerkstatt gegründet hat sich das Traditionsunternehmen immer wieder neuen Herausforderungen gestellt und sein Produktangebot kontinuierlich erweitert und optimiert. Heute ist Ketterer ein führender Anbieter für Antriebstechnik und BLDC-Motoren. Aktuell begeistert das Unternehmen mit den Radnabenantrieben der Serie i-Wheel. Die Direktantriebe für fahrerlose Transportsysteme unterstützen die Fertigungs-, Lager- und Logistik-Branche auf dem Weg in die Zukunft. NTI und die Lösungen von Autodesk haben Ketterer in der Entwicklung unterstützt.
"Ketterer mit winterlichem Flair": Die B. Ketterer Söhne GmbH & Co. KG aus Furtwangen ist ein führender Anbieter für Antriebstechnik und BLDC-Motoren.
Mit Autodesk Inventor konnte Ketterer Kräfte- und Belastungsanalysen durchführen.
In der Fertigungs-, Lager- und Logistik-Branche wird das Material zum Großteil noch mithilfe von Gabelstaplern und Hubwagen bewegt. Doch das wird sich in naher Zukunft ändern, denn der Bedarf an mehr Flexibilität in Produktion und Logistik ist groß. Immer mehr Unternehmen setzen auf fahrerlose Transportsysteme, die das Material von A nach B bewegen. Damit wächst die Nachfrage nach entsprechender Antriebstechnik, mit der die autonomen Fahrzeuge über ein Computersystem selbstständig an ihr Ziel navigieren können. Genau hier kommt die neueste Innovation von Ketterer ins Spiel: Die i-Wheel-Radnabenantriebe.
i-Wheel von Ketterer – ein Multitalent
Die Antriebe des Schwarzwälder Unternehmens bewegen auf der gesamten Welt ergonomische Möbel, Gebäudekomponenten, Industrieanlagen und Care-Lösungen. Die i-Wheel-Radnabenantriebe wurden in der Industrial Drives-Sparte von Ketterer speziell für den Einsatz in fahrerlosen Transportfahrzeugen entwickelt. Ihre Besonderheit liegt darin, dass sie als Direktantrieb komplett in die Nabe integriert sind und dadurch kein Getriebe mehr benötigen. Im Vergleich zu konventionellen Systemen mit Getriebe ist i-Wheel dadurch komplett wartungsfrei und besitzt eine wesentlich längere Lebensdauer. Ein weiterer entscheidender Vorteil ist, dass der Antrieb kompakt und als Außenläufer angelegt ist, sodass er einfach an die Karosse angeschraubt werden kann und nach innen keinen Platz wegnimmt. Hinzu kommt die hohe Belastbarkeit. Eine i-Wheel-Radnabe kann eine Last von bis zu einer Tonne tragen. Wenn mehrere Antriebe parallel eingesetzt werden, vervielfacht sich die Belastbarkeit entsprechend. Und auch die hohe Leistungsdichte überzeugt die Kunden: Mit den Hochleistungs-Radnabenantrieben sind je nach Modell Drehmomente bis zu 34 Nm oder Geschwindigkeiten bis zu 27 km/h kein Problem. „Das ist in der Kombination absolut einzigartig“, erklärt Felix Riesterer, Leiter Entwicklung bei Ketterer.
"Radnabenantriebs-Familie 3213" Die i-Wheel-Radnabenantriebe machen die Fertigungs-, Lager- und Logistik-Branche zukunftsfähig.
Vielfältige Herausforderung
Ketterer steht für maßgeschneiderte Lösungen, die speziell auf die Anforderungen der Auftraggeber zugeschnitten sind. Eine solche Anfrage gab auch den Anstoß für die Entwicklung der i-Wheel-Serie. „2013 wandte sich ein Kunde an uns, weil er einen Gabelstapler so umbauen wollte, dass das System ohne Person fahren kann“, erinnert sich Felix Riesterer. „Für die Antriebsräder hat zufälligerweise gerade unser Motorschnitt gut gepasst. Wir haben das Potenzial in der Branche erkannt. Damit war die Idee geboren worden, Antriebe für autonom fahrende Fahrzeuge zu entwickeln.“ Die Umsetzung stellte die Experten allerdings vor Herausforderungen, denn für diese Antriebstechnik mussten besonders viele verschiedene Einflussfaktoren bedacht werden, die das Vorhaben äußerst komplex machten. So mussten die Konstrukteure beispielsweise sämtliche Kräfte, die auf das Antriebssystem wirken, berücksichtigen und daran anpassen. Außerdem benötigt der Antrieb eine elektrische Schaltung und Sensortechnik, die in den Motor integriert werden musste. Ein Knackpunkt war auch, die hohe Leistungsfähigkeit zu erreichen und gleichzeitig das volle Drehmoment bei sehr geringen Drehzahlen zu ermöglichen. Gleichzeitig sollte der Antrieb kompakt bleiben sowie die passende Länge des Motorschnitts erzielt werden.
Meinung zu Autodesk Inventor
„Inventor hat uns viele Iterationsschleifen mit einem realen, teuren Prototypen erspart.“
Weniger Kosten für Prototypen
Für die Umsetzung nutzte Ketterer die Software-Lösungen Autodesk Inventor und Vault. Für die Experten gehört die Autodesk Software seit langem zu den Standard-Tools. Inventor ist bereits seit 2005 im Unternehmen implementiert, dementsprechend viel Erfahrung haben die Konstrukteure in der 3D-Modellierung. 2016 führte Ketterer das dazugehörige Produktdatenmanagementsystem Vault ein. „Wenn man ein Produkt wie i-Wheel entwickelt, das so noch nicht existiert, muss man viel testen und es kontinuierlich optimieren“, so Felix Riesterer. „Da war Inventor ein wichtiger Bestandteil.“ Die Konstrukteure nutzten die digitalen Tools um vorab Simulationen zur Kräfte- und Belastungsanalyse durchzuführen. Mit der Software konnten sie einen digitalen Zwilling im System aufbauen und daran erste Tests durchführen. „Das hat uns viele Iterationsschleifen mit einem realen, teuren Prototyp erspart“, erklärt der Leiter im Bereich Entwicklung. Mit Inventor Studio konnte Ketterer zudem erste Werbevideos und Renderings für das Marketing erstellen.
In Autodesk Inventor erstellte Ketterer einen digitalen Zwilling und sparte so Kosten für Prototypen.
Vertrauensvolle Zusammenarbeit
Während des gesamten Entwicklungsprozesses um die i-Wheel-Serie wurde Ketterer von NTI unterstützt. Die beiden Unternehmen arbeiten bereits seit über 20 Jahren zusammen. NTI übernimmt seitdem nicht nur die Administration der IT-Systeme und Implementierung der Lösungen, sondern auch die Beratung sowie regelmäßigen Schulungen rund um die IT und Software. So bleiben die Konstrukteure immer auf dem neuesten Stand und können die Lösungen bestmöglich einsetzen. „Ketterer zählt klar zu den digitalen Vorreitern in der Branche. Sie haben das Potenzial der Tools erkannt und schöpfen es optimal aus, um Innovationen voranzubringen“, so Ralf Kailer, Bereichsleiter D&M bei NTI. Auch bei speziellen Fragen, die bei der Realisierung von i-Wheel auftraten, konnten sich die Konstrukteure auf den Support von NTI verlassen. „Zwischen NTI und uns herrscht durch die lange Zusammenarbeit ein sehr gutes Vertrauensverhältnis. Wir haben dort immer einen kompetenten Ansprechpartner, der uns mit Rat und Tat zur Seite steht und schnell Lösungswege entwickelt“, sagt Felix Riesterer.
Das Firmengebäude von B. Ketterer Söhne GmbH & Co. KG.
Kundenspezifische Optimierungen
Eines weiß Felix Riesterer schon jetzt: Das Projekt i-Wheel wird wahrscheinlich nie ganz abgeschlossen sein. Zwar wurde der erste Antrieb dieser Art bereits 2014 fertiggestellt, aber die Experten entwickeln das Produkt seitdem immer weiter, um es noch besser zu machen. So verfügen die aktuellen Modelle im Vergleich zum ersten beispielsweise über ein wechselbares Rad. „Wenn der Reifen verschlissen ist, dann muss nicht der gesamte Motor ausgetauscht und entsorgt werden. Stattdessen kann der Kunde den Belag einfach selbst austauschen – wie man es von einem Reifenwechsel bei einem Auto kennt“, sagt der Experte.
Blick in die Zukunft
Für Ketterer ist die Industrial Drive-Sparte im Unternehmen besonders zukunftsversprechend. „Unser Ziel ist es, hier noch viel stärker zu wachsen, Vorreiter zu sein und eine globale Rolle zu spielen. Mit i-Wheel haben wir dafür die optimale Basis geschaffen. Um langfristig erfolgreich zu sein, ist es aber entscheidend, sich immer wieder auf neue Anforderungen einzustellen und innovative Produkte zu entwickeln. Dabei zählen wir nach wie vor auf die Unterstützung von NTI und die Autodesk-Lösungen“, so Felix Riesterer abschließend.
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