Fördertechnik

Andreas Mühlbauer / dsc,

Vollautomatisierte Förderanlage für Batteriesysteme

Mit einer vollautomatisierten und flexibel erweiterbaren Förderanlage zur Lkw-Beschickung kommt ein Hersteller für Batteriesysteme in der Elektro- Automobilindustrie dem steigenden Bedarf nach.

Förderanlage für Batteriezellen © Haro

Im Jahr 2030 wird sich bei einer Vielzahl von Automobilherstellern der Verbrennungsmotor endgültig verabschieden. Die Hersteller werden ausschließlich auf den Verkauf von rein elektrischen Fahrzeugen umsteigen. Um die derzeit 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.

Konkret definierte Anfrage

Mit diesem Anliegen wandte sich ein Leipziger Zulieferer für die Elektromobilität vor rund 1,5 Jahren an den sauerländischen Fördertechnikhersteller Haro Anlagen- und Fördertechnik. 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.

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Eine weitere Besonderheit des Projektes präsentierte mit einem maximalen Gesamtgewicht von 21 Tonnen auch die Belastung durch die Fördergüter. Bis zu vier Paletten mit einem Füllgewicht von jeweils einer Tonne sollen in der Anlage nämlich übereinandergestapelt werden, um den Materialfluss möglichst effizient zu gestalten.

Bis zu vier Stahlpaletten aufstapeln

Diesen Anforderungen konnte das Rüthener Familienunternehmen schließlich mit einem durchdachten und umfänglichen Konzept gerecht werden, wie der 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 Lkw: Zunächst werden die batteriebeladenen Stahlpaletten 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 Stahlpaletten. 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 Palettenstapeln mit einem Gesamtgewicht von 21 Tonnen mühelos standhalten“, sagt Löseke.

Zusätzlich sind die Motoren der Kettenförderer mit Frequenzumrichtern ausgestattet, mithilfe derer sich die Transportgeschwindigkeit der Stahlpaletten individuell einstellen lässt. „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 Auflieger angepasst“, heißt es aus dem Hause Haro. Doch nicht nur die Beschickung der Lkw erfolgt auf die beschriebene Weise, die Entladung der Leerpaletten erfolgt ebenso. 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 Stahlpaletten sodann vom FTS entgegengenommen und zurück in die Produktion transportiert werden.

Redundanz und intelligente Vernetzung

Angesichts des stetig wachsenden Bedarfs an Batteriezellen für die Elektromobilität hat ein störungsfreier und zuverlässiger Produktionsprozess beim Leipziger Zulieferer oberste Priorität. Um einen Produktionsstopp ausschließen zu können, 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 den Hintergrund der doppelten Aufgabemöglichkeit. Und sollte eine der beiden Anlagen einmal gänzlich ausfallen, können beide Förderstrecken im Reversierbetrieb arbeiten und sowohl zur Be- als auch zur Entladung der Lkw 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 Sicherheit für Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter.

Während die Anlage derweil schon seit fast einem Jahr im Einsatz ist, plant der Automobilzulieferer inzwischen bereits eine Erweiterung der bestehenden Anlagen und nutzt damit ein intelligentes Konzept der Haro-Gruppe: Mithilfe des Baukastensystems sind die Anlagen des Rüthener Fördertechnikherstellers jederzeit flexibel erweiterbar – eine Möglichkeit, die insbesondere für Zulieferer der Elektromobilität zurzeit wichtiger denn je ist. Und so steht das Leipziger Unternehmen bereits mit Haro im Austausch, um eine weitere Kettenförderer-Anlage zu implementieren und damit die termingerechte Lieferfähigkeit auch in zu erwartenden Spitzen-Produktionszahlen aufrecht zu erhalten und dem wachsenden Bedarf nachzukommen.

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