Antriebstechnik : Automatisierter Batteriezellen-Transport bei Automobil-Hersteller

Rasant wachsende Produktionszahlen erfordern ein Umdenken in den Fertigungsprozessen: Mit einer vollautomatisierten und flexibel erweiterbaren Förderanlage zur LKW-Beschickung kommt ein Leipziger Hersteller für Batteriesysteme in der Elektro-Automobilindustrie dem steigenden Bedarf nach.

2030 wird bei einer Vielzahl aller Automobilhersteller das Jahr sein, in dem der Verbrennungsmotor endgültig verabschiedet und ausschließlich auf den Verkauf von rein elektrischen Fahrzeugen gesetzt wird. Um die aktuell stetig wachsende Nachfrage nach Elektro-Modellen decken zu können, sind vor allem die batterieproduzierenden Betriebe indes gezwungen, ihre Kapazitäten auszubauen und eine fortlaufende Produktion zu sichern. Wichtiger denn je ist deshalb eine Automatisierung der innerbetrieblichen Materialflüsse, um Sicherheit, Flexibilität und Qualität langfristig zu gewährleisten. Nicht zuletzt auch angesichts der Tatsache, dass ein Großteil aller Automobilzulieferer „just-in-time“ liefert und Produktionsteile binnen weniger Minuten zur Lieferung bereitstehen müssen.

Mit diesem Anliegen wandte sich der Zulieferer für die Elektromobilität vor rund 1,5 Jahren an den sauerländischen Fördertechnikhersteller HaRo Anlagen- und Fördertechnik GmbH. In seiner Anfrage hatte das Unternehmen die Anforderungen an die neue Förderanlage bereits konkret definiert: Zum Transport sowie zur Lagerung von Stahl-Paletten für die Batteriezellen soll eine Schnittstelle aus der Fertigung für den Weitertransport in die Endmontage des Automobilherstellers installiert werden. Eine weitere Besonderheit des Projektes präsentierte mit einem maximalen Gesamtgewicht von 21 Tonnen auch die Belastung durch die Fördergüter. Bis zu 4 Paletten mit einem Füllgewicht von jeweils einer Tonne sollen in der Anlage nämlich übereinandergestapelt werden, um den Materialfluss möglichst effizient zu gestalten.

Diesen Anforderungen konnte das Rüthener Familienunternehmen schließlich mit einem durchdachten und umfänglichen Konzept gerecht werden, wie Konstruktionsleiter der HaRo-Gruppe, Markus Löseke, erklärt: „Für unseren Kunden haben wir eine Anlage bestehend aus Triplex Schwerlast-Kettenförderern und Senkrechtförderern mit einer hydraulischen Paletten-Stapelfunktion gestaltet“. Diese Kombination, die nach den individuellen Spezifikationen des Batteriezellen-Herstellers gefertigt wurde, ermöglicht einen vollständig automatisierten Materialfluss aus der Produktion bis hin zur Beladung des LKWs: Zunächst werden die batteriebeladenen Stahl-Paletten mithilfe eines fahrerlosen Transportsystems (FTS) am Triplex-Kettenförderer vor dem Aufstapler aufgegeben. Der hydraulische Gestell-Stapler, ausgestattet mit einem zweisträngigen Triplex-Kettenförderer, ermöglicht ein Aufstapeln von bis zu vier Stahl-Paletten. Ist der Stapelvorgang abgeschlossen, werden die jeweils vier Paletten über die rund 22 Meter lange Förderbahn bis zur LKW-Übergabestelle voll automatisiert transportiert. „Die Förderstrecke besteht aus Kettenförderern mit besonders robusten Triplex-Ketten, die der hohen Belastung von bis zu 5 Palettenstapel mit einem Gesamtgewicht von 21 Tonnen mühelos standhalten“, so Markus Löseke aus dem Hause HaRo. Zusätzlich sind die Motoren der Kettenförderer mit Frequenzumrichtern ausgestattet, mithilfe derer die Transportgeschwindigkeit der Stahl-Paletten individuell eingestellt werden kann. „Somit wird ein ruckfreies, möglichst gleichmäßiges und sicheres Fördern gewährleistet“, betont die HaRo-Konstruktionsleitung.

Am Ende der Förderstrecke erfolgt anschließend die automatisierte Übergabe der Paletten-Blöcke an die LKW-Ladungsbrücke: Mithilfe der Kettenförderer werden die Fördergüter störungsfrei für den Weitertransport in den LKW-Auflieger hineingefahren. „Auch hier ist die Fördergeschwindigkeit dank der Frequenzumrichter an die Geschwindigkeit der Förderer im LKW-Auflieger angepasst“. Doch nicht nur die Beschickung der LKWs erfolgt auf die beschriebene Weise, auch die Entladung der Leerpaletten ereignet sich identisch. So werden die leeren Paletten vor Neubeladung vollständig automatisiert aus dem Auflieger an die parallele, über Eckumsetzungen angeknüpfte zweite Förderstrecke übergeben und durchlaufen den parallelen Weg bis zum Stapelpunkt, wo die Stahl-Paletten sodann vom FTS entgegengenommen und zurück in die Produktion transportiert werden.

Angesichts des stetig wachsenden Bedarfs an Batteriezellen für die Elektromobilität besitzt ein störungsfreier und zuverlässiger Produktionsprozess beim Leipziger Zulieferer die oberste Priorität. Um einen Produktionsstopp gänzlich auszuschließen, sind beide Förderstrecken mit jeweils zwei Not-Organisationsplätzen für Gabelstapler ausgestattet. „Sofern das FTS einmal ausfallen sollte, kann die Aufgabe der Paletten im Notfall auch manuell mit einem Stapler erfolgen“, erklärt Markus Löseke über den Hintergrund der doppelten Aufgabemöglichkeit. Und sollte eine der beiden Anlagen einmal gänzlich ausfallen, so können beide Förderstrecken im Reversierbetrieb arbeiten und sowohl zur Be- als auch zur Entladung der LKWs fungieren. Sollten die Batterien nämlich nicht zeitgerecht beim Automobilhersteller zur Verfügung stehen, kommt hier die Produktion zum Stillstand.

Neben der Verhinderung eines Ausfalls wird in Zeiten von Industrie 4.0 und einer zunehmenden Digitalisierung auch die intelligente Vernetzung in diesem Projekt großgeschrieben. So werden die Prozessdaten der Anlage, wie etwa der Anlagenzustand oder eventuelle Fehlermeldungen jederzeit über OPC-UA ausgetauscht. Lichtschranken, Sicherheitszäune sowie eine Personenerkennung gewähren darüber hinaus eine maximale Sicherheit für Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter.

Während die beschriebene Anlage derweil schon seit fast einem Jahr im Einsatz ist, plant der Automobilzulieferer inzwischen bereits eine Erweiterung der bestehenden Anlagen und bedient sich damit einem intelligenten Konzept der HaRo-Gruppe: Dank des Baukastensystems sind die Anlagen des Rüthener Fördertechnikherstellers jederzeit flexibel erweiterbar. Eine Möglichkeit, die insbesondere für Zulieferer der Elektromobilität aktuell wichtiger denn je ist. Und so steht das Leipziger Unternehmen bereits mit der HaRo-Gruppe im Austausch, um eine weitere Kettenförderer-Anlage zu implementieren und damit die termingerechte Lieferfähigkeit auch in zu erwartenden Spitzen-Produktionszahlen aufrechtzuerhalten und dem wachsenden Bedarf nachzukommen.