Der Endkunde

Toll Collect betreibt im Auftrag des Bundes seit 01.01.2005 das weltweit erste satellitengestütze Mautsystem für Lastkraftwagen auf Autobahnen in Deutschland.

Die Ausschreibung zum Aufbau und Betrieb des Systems konnte ein Konsortium aus Deutscher Telekom, Daimler und Confiroute für sich gewinnen, die unter dem Namen „Toll Collect“ ein gemeinsames Unternehmen gründeten. Seit Mitte 2018 befindet sich das Unternehmen im Eigentum des Bundes.

Das System

Im April 2002 trat das Gesetz zur Einführung einer streckenbezogenen Gebühr für die Benutzung von Bundesautobahnen mit schweren Nutzlastfahrzeugen in Kraft (zwischenzeitlich wurde die Untergrenze auf 7,5 t Gesamtgewicht gesenkt).

Seit 01.01.2005 befindet sich die Mauterfassung im Regelbetrieb.

Projekt-Umfang

Nach 10 Jahren Betrieb mit den Verkaufsautomaten der ersten Generation hat sich Toll Collect in 2015 zu einer Erneuerung der Automatentechnik entschieden. Insgesamt sollten 1500 Terminals zur indoor- und outdoor-Aufstellung erneuert werden.

Das Projekt konnte zu Beginn 2016 das TSI-Gruppen-Unternehmen Krauth Technology für sich gewinnen. Auf Grund des Projektumfangs wurde die Deutsche Mechatronics GmbH als Partnerunternehmen für die konstruktive Entwicklung sowie die Serienmontage in die Realisierung des Projektes einbezogen.

Gegenüber der ersten Gerätegeneration sollten die neuen Geräte ausschließlich elektronische Zahlmedien verarbeiten (Magnet- und RFID-Zahlmedien, QR-Code-Leser). Die weitere Ausstattung umfasst bedienerseitig ein 21,5“ Touch-Display sowie eine Druckeinheit zur Ausgabe der Quittungen.

Die Entwicklungsphase

Bereits vor Start der Entwicklung lagen Design-Entwürfe eines externen Design-Büros vor. Ab Mitte März 2016 wurde unter Leitung der DTMT zusammen mit Kollegen von TSI in nur neun Tagen das indoor-Terminal mechanisch komplett konstruiert, täglich wurden in enger Abstimmung zwischen Krauth Technology, Toll Collect und dem Designer kleinere Anpassungen abgestimmt und parallel die Fertigung der Blechteile im Mutterkonzern in China angestoßen.

Besondere Herausforderung für DTMT war auf Grund der Design-Vorgaben der erstmalige konstruktive Ansatz einer Verwendung von Blech- und Kunststoff-Tiefziehteilen sowie die enge Zeitplanung zur Realisierung der ersten Muster.

Funktionsbaugruppen, Elektronik und Software wurden durch Krauth entwickelt und zur Montage bei DTMT beigestellt.

Bereits im Mai 2016 konnte Toll Collect ein erstes Mustergerät des indoor-Terminals präsentiert werden. Die Kunststoff-Verkleidungen wurden in dieser Phase aus Uriol hergestellt, Kunststoff-Spritzgussteile wurden zunächst im 3D-Druck-Verfahren hergestellt.

Schwerpunkte der weiteren Entwicklung:

• Realisierung des Einbruch-Schutzes entsprechend der Norm RK2
• Entwicklung nicht sichtbarer Verbindungselemente zwischen Blech –und Kunststoff-Baugruppen
• Toleranzausgleich zwischen Blech und Kunststoff
• Schraubenlose Bodenverbindungen durch Verifizierung spezieller Klebetechniken
• Einsatz lackierter und bedruckter Kunststoff-Tiefziehteile
• Einsatz eines speziellen Kunststoff-Tiefziehverfahrens zur Herstellung der Antennengehäuse (LTE / WLAN) in einem Prozess-Schritt

Parallel wurde ab Juni 2016 die outdoor-Variante konstruiert, auch hier wieder mit Unterstützung der TSI-Konstruktions-Kollegen, die auch die Fertigung der Einzelteile in China einsteuerten.

Schwerpunkte der Outdoor-Entwicklung:

• Gehäuse mit verstärkten Einbruchschutz nach RC3
• Klimamanagement
• Entwicklung Belüftungskonzept für Display zur Vermeidung von Temperatur-Spitzen bei direkter Sonneneinstrahlung durch Einsatz von Simulationstechnologie
• Entwicklung einer Glasdachhalterung entsprechend bauaufsichtlicher Zulassungen unter Einbeziehung eines externen Gutachters
• Entwicklung eines innovativen LED-basierenden Beleuchtungskonzeptes, dessen Strahlung durch spezielle Ausprägung des Glases homogen verteilt wird
• Einsatz lackierter und bedruckter Kunststoff-Tiefziehteile

Montage- und Logistik-Konzept

Zur termingerechten Unterstützung der DTMT-internen Montageprozesse wurde ein auf das Projekt zugeschnittenes Logistik-Konzept entwickelt. Dies beinhaltete:

Entwicklung produktspezifischer, platzsparender und wiederverwendbarer Transportmittel ab der Blechfertigung im chinesischen Mutterwerk mit folgenden Anforderungen:

• Modularer Aufbau unter Berücksichtigung der Container-Abmessungen
• Nutzbar in der DTMT-internen Logistik
• Weiter verwendbar in der laufenden Gerätemontage
• Einsetzbar als Ausgangsverpackung zum finalen Aufstellort
• Aufbau einer produktspezifischen Montage- und Prüfzone
• Montagenahe Lagerung aller benötigten Teile
• Steuerung der termingerechten Anlieferung der Gehäuse für die Montage unter Einbeziehung der Fertigungsressourcen bei TSI unter Nutzung verkehrsträgerabhängiger Laufzeiten zwischen China und Mechernich (Schiff, Bahn)
• Montagetermingesteuerte Beschaffung aller anderen zu verbauenden Hardware in enger Abstimmung mit den Lieferanten von Krauth Technology

Nach Qualifizierung verschiedener Musterstände sowie Auditierung qualitätsrelevanter Prozesse durch den Endkunden erfolgte die Serienmontage der Geräte mit Fertigungslosen von 40 – 80 Geräten je Woche.

Die Geräte wurden aufstellgerecht verpackt, über die Logistik eines Dienstleisters zum jeweiligen Aufstellort verbracht und installiert.

Der Abschluss der Montage erfolgte im Frühjahr 2018 parallel mit den ersten Aufstellungen.