Mit einem Zweischienen-Hängebahnsystem von CTI Systems werden bei Schmitz Cargobull Chassis für Lkw-Sattelauflieger schwebend montiert. Die raumsparende Montagestruktur bietet einen hohen Sicherheitsstandard.
Dipl.-Ing. Franz Gremm ist Fachjournalist in Bochum
Den automatischen Montagefluss in der Serienfertigung von Chassis für Lkw-Sattelauflieger bei der Schmitz Cargobull AG im Werk Altenberge bei Münster übernimmt ein Zweischienen-Hängebahnsystem der CTI Systems S.A., Lentzweiler/Luxemburg. Ausgelöst durch die Fertigung einer neuen Generation von Sattelaufliegern, entstand eine raumsparende Montagestruktur mit hohem Sicherheitsstandard für die durchgängige 24-stündige Fließmontage. Kennzeichen der Anlage sind die Zweischienen-Fahrzeuge mit Hubscherengehängen zur Aufnahme der Chassis sowie die neuartige Kombination von aktiver Montage- und passiver Leerfahrzeug-Rückführbahn.
Die Zweischienen-Fahrzeuge mit den stabilisierten Hubscherengehängen sind die dynamischen Hauptkomponenten des hängenden Montagesystems. Sie besitzen automatische Greifeinheiten, mit denen die aus der Fahrgestellmontage zugeförderten Chassis aufgenommen und in der vorgesehenen Position für den gesamten Montageablauf justiert werden. Entscheidenden Einfluss auf die Systemfunktion haben zudem die Fahrstrecken sowie die Installation und Zuordnung der eigentlichen ZweischienenHängebahnen.
Ein Schienenstrang überspannt den aktiven Montagebereich auf einer Länge von etwa 100 m. Installiert in 3 m Höhe, können hierauf die Fahrzeuge mit aufgenommenen Chassis-Rahmen ohne Einschränkung die einzelnen Montagepositionen anfahren oder im taktgerechten Fließtempo passieren. Der zweite Schienenstrang, die Rückführbahn für Leerfahrzeuge, wurde in 5 m Höhe oberhalb der aktiven Montagestrecke installiert. So ließ sich das hängende Montagesystem raumsparend anordnen – eine vorteilhafte Variante gegenüber den sonst üblicherweise nebeneinander platzierten Hängebahn- oder Power-and-Free-Einrichtungen.
Die Systemeigenschaften basieren vornehmlich auf dem kontinuierlichen Ringverkehr der Hängebahn-Fahrzeuge. Dem angemessen, sind die in zwei Ebenen verlegten Schienenstränge am Anfang und Ende der Montageanlage durch eine Senk- sowie eine Hubstation gleicher Bauart zur Einheit verbunden.
Für die Betriebssicherheit ist von Bedeutung, dass in der Rückführbahn ein Diagnosesystem samt Ausschleuseinheit für mängelbehaftete Zweischienen-Fahrzeuge installiert sind. Dies stellt sicher, dass stets nur voll funktionsfähige Hängebahn-Fahrzeuge für den Ringverkehr eingesetzt werden. Mit zahlreichen Sicherheitseinrichtungen ausgestattet − wodurch die Monteure auch unter der Last arbeiten dürfen − erfüllt das CTI-Hängebahnsystem die geforderten Leistungs- und Qualitätsansprüche einer nach effizienten Kriterien neu gestalteten Montagestruktur.
Nach logistischen Kriterien gilt das Hängebahnsystem für die Endmontage der Chassis zunächst als Baustein der Fließfertigung. Verlangt ist somit eine Verkettung mit den vorgelagerten Fertigungsbereichen. Dies erfolgt an der Fahrgestellmontage, wo die Chassis-Rahmen für die ersten Schrittfolgen des automatisierten Handlings bereitgestellt werden, bevor sie die Hängebahn-Fahrzeuge aufnehmen.
In der Fahrgestellmontage werden die gebolzten Chassis gefertigt. Es handelt sich um eine neue Generation, denn Schmitz Cargobull hat für die neuen Baureihen eine innovative Bolzentechnik als kraft- und formschlüssige Verbindung der ChassisKomponenten eingeführt. Dies verhindert nachteilige Wärmeeinflüsse, wie sie beim Schweißen auftreten. Vor allem aber ließ sich der Vorteil nutzen, die Bauelemente feinstufig nach Größe und Belastung zu optimieren. Selbst später anfallende Reparaturen, die einen Austausch beschädigter Baueinheiten verlangen, profitieren von dieser Baukasten-Systematik. Zudem besteht so eine günstige Basis, die Verzinkung als dauerhaften Korrosionsschutz der Chassis einzusetzen – ein besonderes Qualitätsmerkmal der neuen Fahrzeug-Generation.
Um das hängende Montagesystem in kurzer Abfolge zu beschicken, bringt ein Shuttle-Fahrzeug die Chassis aus der Bolzerei in eine Übernahmeposition für den sogenannten „Heber gebolzter Rahmen“. Sobald die Fahrgestelle manuell gesteuert im engen Toleranzfeld bereitgestellt sind, werden sie übernommen. Zunächst wird der am Heber – einem speziellen Hängekran – angeschlagene Chassis-Rahmen angehoben. Dann fährt der Heber eine kurze Strecke und erreicht so die Verbindungsposition zum Kettenförderer, der rechtwinklig zur Hauptachse des Montagesystems installiert ist.
Die Rahmen wandern auf dem Kettenförderer in eine Position unter der Rückführbahn, um von einem Hängebahn-Fahrzeug automatisch aufgenommen zu werden. Daran schließt die Fahrt zur Senkstation des Montagesystems an, um die Hängebahn-Fahrzeuge mit aufgenommenen Chassis-Rahmen in die untere, aktive Montagestrecke einzuschleusen.
Alle konstruktiven Details des Hängebahn-Systems erfüllen die Sicherheitsbestimmungen in einem Maße, dass nach menschlichem Ermessen keine Gefahr für das „Arbeiten unter schwebenden Lasten“ besteht. Eine Voraussetzung, um diese hochgesteckten Anforderungen zu erfüllen, ist der erstmals in dieser Form realisierte Aufbau der zehn eingesetzten Hängebahn-Fahrzeuge. Grundlegend für ihre Funktion sind zwei mit Reibradantrieben ausgerüstete Fahreinheiten, die ein leichtbauender Distanzrahmen im Abstand von 4 m verbindet. Dadurch entsteht ein günstiges Raumkonzept für die Integration der übrigen funktionstragenden Bauelemente.
Weitere konstruktive Einheiten, um Funktionsstörungen oder gar Ausfälle zu vermeiden, sind die Sicherheits-Seilführungen. Sie halten die Last selbst bei Bruch eines Seils. Überdies sind alle Fahrgestelle durch sogenannte Radbruchstützen gesichert. Der an den Seilen hängende Lastaufnahmerahmen mit seinen vier elektromechanischen Zangengreifern wird durch eine Hubschere vertikal spielfrei stabilisiert. Diese fügt sich für Leerfahrten auf der Rückführbahn platzsparend und die Bauhöhe insgesamt reduzierend zwischen den Katzrahmen ein.
Die Hängebahn-Fahrzeuge, aufgrund der vertikalen Baueinheiten auch als Gehänge bezeichnet, besitzen frequenzgeregelte Fahr- und Hubantriebe sowie eine integrierte SPS-S7-300-Steuerung im mitfahrenden Steuerschrank. Deren Funktion wird durch eine Funkfernsteuerung ergänzt.
Den hohen Sicherheitsanforderungen entsprechen auch die installierten, fest mit den tragenden Stahlbauelementen verbundenen Hängebahnen. Die Spezialträger mit der Typenbezeichnung Tarca bestehen aus einem breitflanschigen T-Profil mit einer unten angeschweißten massiven Laufschiene aus hochfestem Stahl in verschleißarmer Qualität bei Rollbeanspruchungen.
Maßgebend für die Montage ist das optimierte Fließsystem. Mit eingestellter Arbeitshöhe und Geschwindigkeit erreichen und durchfahren die Gehänge-Fahrzeuge automatisch die einzelnen Montagebereiche. Die letzte Position der aktiven Montagestrecke liegt in der Hubstation. Hier wird das Chassis abgesenkt, bis die Räder auf dem Boden stehen. Ein Schlepperfahrzeug koppelt mit dem Chassis und bringt es, nachdem die Zangengreifer gelöst wurden, in den Werksbereich für die Ausrüstung mit Aufbauten.
Nach dem Lösen des Chassis für den Abtransport wird das Hubscherengehänge automatisch soweit nach oben gezogen, dass ein flaches Zweischienen-Hängebahnfahrzeug entsteht. Da die letzte Position der aktiven Montagebahn in der Hubstation liegt, wird das Hängebahn-Fahrzeug gleich anschließend bis zur Rückführbahn hochgehievt. Darauf fährt es zunächst bis zur Diagnosestation, während sich die Hubstation wieder auf die aktive Montageebene senkt. Hier werden Geometrie und Funktion der vier Zangengreifer überprüft, ebenso wie Bremsen und Kollektoren.
Werden Fehler festgestellt, schleust eine Transfereinheit das Hängebahn-Fahrzeug aus und bringt es zur Wartungsstrecke, die parallel zur Rückführbahn installiert ist. Auch für diese Abläufe bietet das Zweischienen-Hängebahnsystem Vorteile. Grund: Die Transfereinheit besteht eigentlich aus einer Zweiträger-Hängekranbrücke, die sich als Teil der Rückführbahn aus der Verriegelung löst und mit dem mängelbehafteten Fahrzeug die kurze Strecke bis zur Wartungsstrecke fährt. Sobald das zu wartende Fahrzeug abgegeben ist, fährt die Hängekranbrücke zurück in ihre Ursprungsposition als Teileinheit der Rückführbahn. Die unbeanstandeten Hängebahn-Fahrzeuge bewegen sich zum Übergabepunkt und positionieren sich dort in die Bereitstellungsreihe, um ein neues Chassis vom Kettenförderer aufzunehmen.
Alle Fahrgestelle sind durch Radbruchstützen gesichert
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