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Artikel und Hintergründe zum Thema

Stapler & Komponenten

Leistungsstark und nachhaltig effizient

Wie intensiv und mit welch hohem F&E- und Realisierungsaufwand sich Flurförderzeug-Produzenten für Energieeffizienz engagieren, zeigen die Ergebnisse unserer Exklusiv-Umfrage: „Was genau verstehen führende Flurförderzeug-Hersteller unter Energieeffizienz?“ Die ausführlichen Antworten auf die Anfrage der Redaktion (siehe Kasten) zeigen, welch hohe Relevanz das Thema Energieeffizienz in den Unternehmen genießt. „Bei alternativen Energiespeichern setzen wir in Europa zurzeit auf die Lithium-Ionen-Technologie“, so Manuel Adomat, Technisches Produktmanagement Gabelstapler, Toyota Material Handling Deutschland. 2013 haben wir „Toyota Li-Ion“ eingeführt: Die Baureihe umfasst vier 24-Volt-Modelle, darunter einen Kommissionierer und drei E-Niederhubwagen. Um bis zu 49 Prozent reduzierter Energieverbrauch.

E-Stapler der Baureihe Traigo von Toyota
Höhere Leistung bei deutlich weniger Energieverbrauch zählen zu den wesentlichen Merkmalen der E-Stapler der Baureihe Traigo von Toyota Material Handling.

Um bis zu 49 Prozent reduzierter Energieverbrauch

Auf der CeMAT 2014 haben wir einen Gabelstapler mit Brennstoffzellentechnologie präsentiert. Um Brennstoffzellen hierzulande zu einem tragfähigen Energiekonzept für die Zukunft zu machen, sind noch weitere Investitionen in eine entsprechende Infrastruktur notwendig. Zwei aktuelle Beispiele zum Thema Energieeinsparungen sind unser mit dem IFOY prämierter 80-V-Elektrostapler Traigo 80 und der Tonero mit 8 t Tragfähigkeit. Mit einer Höchstgeschwindigkeit von 20 km/h erreicht der Traigo 80 das Tempo von verbrennungsmotorischen Staplern. In Verbindung mit einer neu entwickelten Steuerungseinheit garantiert die wartungsarme Toyota Drehstromtechnik höchste Leistung bei minimalem Verschleiß. Der Energieverbrauch der neuen Baureihe konnte um rund 20 % reduziert werden, bei deutlich erhöhten Fahr-, Hubund Senkgeschwindigkeiten. Beim Tonero konnte bei gleich hoher Produktivität der Energieverbrauch sogar  um bis zu 49 % im Vergleich zum Vorgänger gesenkt werden.“

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Crown Gabelstapler GmbH & Co. KG
Crown Gabelstapler GmbH & Co. KG

„Was genau verstehen führende Flurförderzeughersteller unter Energieeffizienz“?

So lautete die Frage der Redaktion von Materialfluss. Als Anregungen für Antworten wurden die folgenden Stichpunkte übermittelt: Energie-Einsparungen und Energie-Management bei V- und E-Staplern; Leichtere und nachhaltige Materialien und Werkstoffe für die Stapler-Produktion; Reduzierung mechanischer Widerstände und von Reibungsverlusten; Bediener- und Einsatzbezogene Parametrisierung der Stapler; Modernste Geräte- und Antriebssteuerungs-IT; Optimierte Einsatzplanung der Stapler; Anwendungsspezifisches Management und Wartung des Staplers über den gesamten Life-Cycle.

Optimierte Einsatzplanung

„Wir legen großen Wert auf nachhaltige Materialien: Die meisten unserer Geräte sind zu 99 % recyclebar. Durch den Einsatz von Reifen mit besonders geringem Rollwiderstand können wir den Energieverbrauch zusätzlich um bis zu sieben Prozent gegenüber herkömmlichen Reifen reduzieren. Durch das preisgekrönte Flottenmanagementsystem I_Site werden wichtige Kennzahlen zu Kosten, Produktivität, Sicherheit und Umwelt transparent. Kennzahlen, die Einfluss auf die Umwelt nehmen, sind etwa die optimale Geräte- sowie Batterienutzung und deren Lebensdauer. Mit unseren Autopilotlösungen kann in Einsätzen mit wiederkehrenden Wegstrecken die Effizienz des Materialflusses gesteigert werden, die Geräte fahren automatisiert per Lasernavigation durchs Lager. Ein wertschöpfenderer Einsatz von Ressourcen wird so ermöglicht. Auch die Toyota Navigationslösungen erhöhen die Effizienz des Warenumschlag im Lager.“

Bediener- und einsatzbezogene Parametrisierung der Stapler

„Die individuell anpassbaren Parameter werden direkt ab Werk auf ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Energieeffizienz und Produktivität eingestellt. Des weiteren tragen Antriebssteuerungen, die keine zusätzliche Kühlung benötigen, und die Kommunikation per CAN-Bus-Technologie zwischen den Steuerungseinheiten tragen zu den niedrigen Energieverbräuchen unserer Flurförderzeuge bei. Mit der hohen Produktivität und Zuverlässigkeit unserer Geräte lassen sich gerade im Bereich der indirekten Kosten erhebliche Einsparungen über den gesamten Lebenszyklus erzielen. Maßgeschneiderte Servicelösungen stellen sicher, dass eine maximale Geräteverfügbarkeit gewährleistet ist.“

„Effizienz-Indikator“ als Vergleichs-Maßstab

Flottenmanagement- und Staplerleitsystemen
Mit Flottenmanagement- und Staplerleitsystemen lassen sich die Fahrzeuge wegeoptimiert und möglichst gleichmäßig ausgelastet einsetzen.

„Generell sind Flurförderzeuge umso energieeffizienter, je weniger Energie sie für bestimmte Umschlagleistungen benötigten“, so Tobias Zierhut, Leiter Produktmarketing Linde Material Handling. „Einen noch umfassenderen Index für die Materialwirtschaft hat Linde Material Handling entwickelt. Der sogenannte „Effizienz-Indikator“ setzt bewegte Last in Relation zu Energieverbrauch und benötigter Zeit und schafft damit einen allgemeingültigen Vergleichsmaßstab. Beeinflusst wird die Energieeffizienz eines Flurförderzeuges von zahlreichen Kriterien. Großen Einfluss haben die Fahrzeugkonstruktion und technische Ausstattungsmerkmale. Zudem ist ein möglichst passgenau dimensioniertes Fahrzeug für den betreffenden Einsatz zu finden. Denn jedes Kilogramm weniger an Gesamtgewicht wirkt sich bei den häufigen Reversiervorgängen mit Beschleunigung und Verzögerung positiv auf den Energieverbrauch aus. Vor diesem Hintergrund hat Linde MH seine Modellvielfalt in den letzten Jahren deutlich erhöht. Flottenmanagementsysteme und Staplerleitsystem, die dafür Sorge tragen, dass die Geräte wegeoptimiert gesteuert und gleichmäßig ausgelastet werden, gewinnen zudem an Bedeutung.“

Neueste Chip-Generation in der Leistungselektronik

„In jede Produktneuentwicklung der vergangenen zehn Jahre sind zahlreiche technische Weiterentwicklungen eingeflossen, die den Energieverbrauch von Linde-Flurförderzeugen nochmals deutlich gesenkt haben. Beispiel Elektro- Stapler: Die Leistungsteile der Steuerung befinden sich nicht mehr im Gegengewicht, sondern gemeinsam mit Fahr- und Hubmotor in einer kompakten Antriebsachse. Stromschienen ersetzen meterlange Kabelstränge und durch die kurzen Zuleitungen werden Energieverluste vermieden. Die in der Leistungselektronik verbaute neueste Chip-Generation sorgt für niedrigste Verlustleistungen, die Motorregelung ist genau auf Stapleranwendungen abgestimmt. Zudem lässt sich beim Abbremsen generierte Energie in die Batterie zurückspeisen und beispielsweise für den Hubvorgang nutzen. Bei Linde Diesel- und Treibgasstaplern konnten beispielsweise durch den Einbau einer Verstellpumpe für die Hubhydraulik sowie einen elektrischen Lüfter weitere deutliche Energieeinsparungen erzielt werden. Zudem verfügt ein Großteil unserer Gegengewichtstapler über drei verschiedene Fahrmodi, mit denen sich je nach Kundenanwendung das geeignete Verhältnis zwischen Energieverbrauch und Leistungsabfrage einstellen lässt.

Ganzheitlicher Ansatz: „Simplyefficient“ und „Sinnhafte Performance“

„Für Still ist die Energieeffizienz nach wie vor ein ganz entscheidendes Thema und zählt zu den wesentlichen Handlungsfeldern, auf denen wir uns ständig weiterentwickeln“, so Christian Baerwolff, Leiter Internationales Produktmanagement bei Still. „In Verbindung wird dabei das Thema TCO, Total Cost of Ownership, mitbetrachtet. Bei alledem verfolgt Still zusätzlich den Lean-Ansatz, sowohl hinsichtlich der Prozessoptimierung als auch bei der Auswahl der einsatzspezifischen Fahrzeuge. Wir entwickeln unsere Elektrostapler ständig weiter, mit modernen Antrieben und parametrisierten AsynchronMotoren. Das spiegelt sich auch in unserer Kampagne „Mission: Zero Emission“ wider. Bei diesen Geräten steht das Thema „Sinnhafte Performance“ im Mittelpunkt, um die Energieeffizienz ständig weiterzuentwickeln, beispielsweise mit belastungs- und anwendungsbezogenen Fahrprogrammen und Energiesparmodi. So haben wir zum Beispiel bereits vor vielen Jahren den Blue-Q-Modus eingeführt, unseren intelligenten Autopiloten für Wirtschaftlichkeit und Umweltverantwortung.

Stets gilt es, das Thema Effizienz ganzheitlich und aus mehreren Perspektiven zu betrachten. Wie ist der Stapler im Einsatz, wie präzise ist das Lasthandling, mit welcher Kraft ist er unterwegs. Mit unserer „Simply Efficient-Philosophie“ betrachten wir diverse Elemente, welche die Wirtschaftlichkeit des Staplers beeinflussen. Diese werden bei der Auslegung gezielt gewählt. Energieeffizienz ist natürlich ein vorrangiges Thema bei Elektrostaplern, aber auch unsere dieselmotorisch angetriebenen Fahrzeuge zählen schon seit Jahren zu den Energieeffizientesten im Markt. Seit 1953 haben wir Stapler mit dieselelektrischem Antrieb, und mit unserem Hybrid-Antrieb haben wir bis dato unerreicht niedrige Verbrauchswerte.

Für unterschiedliche Antriebstechnologien, bezogen auf die jeweils spezifischen Anwendungen, wird immer Bedarf bestehen. So bieten wir Elektrostapler mit immer höherer Performance an, die durchaus akzeptabel an diejenige von Dieselstaplern heranreicht. Bei den Kleinstfahrzeugen war dies schon immer der Fall; nun gilt dies auch für unsere Elektrostapler in den Traglastbereichen von 5 bis 8 Tonnen.

Effizienz versus Performance

Sicherlich gibt es bei der Performance noch eine Lücke zwischen V- und E-Staplern. Aber wir führen den praktischen Beweis, dass E-Stapler trotz dieser etwas reduzierten Leistung in Anforderungsbereichen für V-Geräte eingesetzt werden können, zumal E-Geräte höhere Effizienz bieten. Die vom Lean-Gedanken herkommende ganzheitliche Betrachtung bedeutet für die Energieeffizienz, dass nicht nur ein optimaler Antrieb und eine leistungsfähige Fahrzeugsteuerung eine Rolle spielen sondern auch die Optimierung der Prozesse wie zum Beispiel die fahrzeugspezifische Einsatz- und Tourenplanung. Bei den Elektroantrieben gilt es, stets den gesamten Antriebsstrang zu betrachten, inklusive Batterietechnologie, Ladegerät sowie die Anordnung von Elektromotor und Umrichter im Stapler. Generell machen trotz des bereits erreichten niedrigen Energieverbrauchs auch kleine weitere Verbesserungen prozentual eine Menge aus. So haben wir mit dem dieselelektrischen Stapler der RX 70Reihe mit 2,5 t Nutzlast einen Verbrauch von 2,5 l erreicht.

Meinungen

Weitere Reduktionen könnten möglich sein, allerdings gilt stets zu berücksichtigen, dass die erreichten Einsparungen in vernünftiger Relation zum erforderlichen Aufwand stehen. Daher richten wir unser Augenmerk verstärkt auf den Gesamtprozess „Geräte im Einsatz“: Das Beispiel des Routenzugs zeigt, welch hohe Einsparungen sich erreichen lassen, wenn die Produktion statt wie früher mit sternförmigen Staplerfahrten heute im Tourenbetrieb mit Routenzügen versorgt wird.“

Zweischicht-Betrieb ohne Batteriewechsel

Für Michael von Forstner, Leiter Produkt- und Innovationsmanagement, Jungheinrich AG, sind zunächst „einige kurze Vorbemerkungen zum Thema Energieeffizienz“ wichtig: „Physikalisch betrachtet ist ein Vorgang dann effizient, wenn ein bestimmter Nutzen mit minimalem Energieaufwand erreicht wird. Ökologisch betrachtet bedeutet jede Einsparung von Energie einen Beitrag zum Klimaschutz. Und aus betriebswirtschaftlicher Sicht bedeutet Energieeffizienz die Einsparung von Energiekosten; häufig aber auch weiteren Kosten, wie zum Beispiel den Batteriewechsel im Mehrschichteinsatz. Seit diesem Jahr geben wir unseren Kunden ein Versprechen, das in der Branche bisher einzigartig ist: Jungheinrich bietet für eine Reihe seiner Elektrostapler ab sofort auf Wunsch einen ZweiSchichtBetrieb ohne Zwischenladen und Batteriewechsel an.

Energieeffizienz um bis zu 38 Prozent verbessert

Zudem wird Im Rahmen der TÜV-zertifizierten Ökobilanz der Energieverbrauch der Jungheinrich- Produkte regelmäßig überprüft. Innerhalb der vergangenen zehn Jahre, im Zeitraum von 2004 bis 2014, konnte Jungheinrich die Energieeffizienz seiner Fahrzeuge in der Nutzungsphase um bis zu 38 Prozent verbessern.

Folgende Effekte haben im Wesentlichen dazu geführt: Die Einführung von Hochfrequenzladegeräten und von Lithium-Ionen-Batterien: Diese weisen nur Verluste von etwa fünf Prozent im Vergleich zu herkömmlichen Blei-Säure- Batterie mit ihren bis zu 30 Prozent Verlusten auf. Des weiteren effiziente Drehstromantriebe mit hoher Rekuperation (Nutzbremsen/Nutzsenken): Beim Reduzieren der Fahrgeschwindigkeit/ beim Absenken der Last wird Energie in die Batterien zurück gespeist. Zudem tragen moderne Common-Rail-Dieselmotoren, die Einführung von Leichtlauf- Lastrollen sowie die stetige Optimierung bestehender Technologien zur Energieeffizienz bei.“

Exakte Infos zum Energiemanagement

Jungheinrich AG
Jungheinrich hat im Zeitraum 2004 bis 2014 die Energieeffizienz seiner Fahrzeuge in der Nutzungsphase um bis zu 38 Prozent verbessert.

„Sowohl im Hinblick auf unsere unternehmerische Verantwortung für die Umwelt als auch auf die konsequente Senkung der Gesamtbetriebskosten unserer Geräte bei den Kunden ist das Thema Energieeffizienz für uns von großer Bedeutung und ein elementarer Bestandteil unserer Firmenphilosophie“, so Ken Dufford, Vice President Europe, Crown: „Dies spiegelt sich in all unseren Geschäftsbereichen wider. Hierzu ein paar ausgewählte Beispiele: Produktseitig arbeiten wir kontinuierlich an der Optimierung der Energieeffizienz. So kann unser weiterentwickelter WT 3000 Gabelhubwagen die Staplerbatterien noch effizienter nutzen: Bis zu 28 Prozent längere Laufzeit je Batterieladung bzw. weniger Energieverbrauch bei gleicher Anzahl bewegter Paletten werden erreicht. Eine weitere Maßnahme ist die regenerative Senkfunktion unserer Schubmast- und Schmalgangstapler. Die beim Senken des Mastes freiwerdende Energie wird zurück in die Batterie geleitet, was weniger Batteriewechsel, längere Schichten und geringere Betriebskosten mit sich bringt. Auch das Crown eGen-Bremssystem arbeitet regenerativ. Unser Flottenmanagementsystem „InfoLink“ liefert dem Verantwortlichen unter anderem detaillierte Angaben zum Energiemanagement, zur Flottenauslastung und zum Wartungs- und Reparaturmanagement.“

Einsparungen durch effiziente Organisationsstrukur

„Neben diesen produktnahen Maßnahmen spiegelt sich die effiziente Nutzung begrenzter Ressourcen auch in unserer Organisationsstruktur wieder. Wir haben durch unsere hochintegrierte Fertigung selbst die Kontrolle über Produktionsprozesse und deren effizienter Gestaltung. Die Verwendung von recyclingfähigen Materialien sowie intelligente Konzepte zur Wiederverwertung und Abfallvermeidung sind weitere Beispiele für die konsequente Fokussierung von Crown auf Umweltverträglichkeit und Energieeffizienz.“

Energiesteuerung über Software und CANopen- Technologie Für Manuelo Carlet, Geschäftsführer Cesab Material Handling Deutschland, bildet die „Hauptkomponente für Energieeffizienz in erster Line die Energiesteuerung über moderne Software. Unsere eigene Forschungs- und Entwicklungs- Abteilung (R & D) in unserem Werk in Bologna gewährleistet die optimale Einstellung der Komponenten, wobei wir die Software jeweils individuell auf die einzelnen Baureihen abstimmen. Die von uns eingesetzte CANopen-Technologie ermöglicht umfassenden Abgleich.“ Zu den weiteren Faktoren zählen die LED-Technik für die Beleuchtung, die Minimierung der Reibungsverluste am Hubmastlager durch Teflon und der Einsatz von Doppel- C-Profilen beim Hubgerüst, was das Verkanten verhindert, und das Entfallen von Lüftern. Auch die „Proportionalventiltechnik reduziert Reibungsverluste“, wie Carlet betont. Wichtig ist zudem „beim Batteriemanagement die Überwachung über Software und Sensoren, auch um die Tiefentladungen zu vermeiden.“

Reinhard Irrgang

Kontakt:

Cesab Material Handling Deutschland GmbH

Crown Gabelstapler GmbH & Co. KG www.crown.com

Jungheinrich AG www.jungheinrich.de

Linde Material Handling GmbH www.linde-mh.de

Still GmbH www.still.de

Toyota Material Handling Deutschland GmbH www.toyota-forklifts.de

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