Schneller lackiert und verpackt

Der Autor Jörg Niermann ist Bereichsleiter Marketing bei Getriebebau Nord in Bargteheide

Pünktlich zum 50. Firmenjubiläum in diesem Jahr hat Nord Drivesystems am Hauptstandort in Bargteheide eine neue Oberflächenbeschichtungsanlage in Betrieb genommen. Die räumlichen Kapazitäten wurden verdoppelt und die Durchlaufzeiten dank einer intelligenten Steuerung um durchschnittlich die Hälfte verkürzt. Auf einer Fläche von 1400 m2 befinden sich Lackierkabinen, ein automatisiertes Hochregallager zum Trocknen sowie Verpackungsstationen. Für jeden Antrieb ist die Lackierung und Auslieferung grundsätzlich binnen zwei Stunden nach Abschluss der Montage möglich.

Für Abnehmer aus mehr als 100 Branchen auf der ganzen Welt stellt Getriebebau Nord jedes Antriebssystem auftragsspezifisch zusammen. Dabei kommen überwiegend Komponenten aus eigener Fertigung zum Einsatz. Auch die Lackierung wird individuell für die bestimmungsgemäße Anwendung angebracht. Einheiten mit kurzfristigem Liefertermin erhalten eine priorisierte Behandlung.

Bisher war es beim Aufbringen mehrerer Lackschichten gängige Praxis, dass sich Getriebemotoren nach dem ersten Durchlauf erneut hinten in der Auftragsschlange einreihen mussten. Bis zur Weiterbehandlung verstrich geraume Zeit, teils sogar ein ganzer Tag. Die flexible Förderanlage macht es nun möglich, solche Einheiten an anderen auf die Beschichtung wartenden Systemen vorbeizuschleusen und bei Bedarf ohne Verzögerung gleich nach dem Trocknen mit der nächsten Lackschicht zu versehen. Lackieraufträge mit gleicher Prioritätsstufe werden nach Beschichtungssystemen und Farbtönen optimal gruppiert. Dadurch wird der Umrüstungsaufwand deutlich reduziert. Außerdem fallen erheblich weniger Abfälle an.

Zusätzlich sorgen in den Lackierkabinen Filtersysteme auf dem Stand der Technik dafür, Umweltbelastungen so weit wie möglich zu begrenzen. Lackierte Antriebe können im Anschluss an die Trocknungszeit, die bei Standardlackierung neunzig Minuten beträgt, umgehend verpackt werden. Auch die Verpackungsstationen machen sich dabei die intelligenten Sortierfähigkeiten der Lager- und Fördertechnik zunutze: Jeder Verpackungsplatz kann auf eine Versandart spezialisiert werden. Er erhält dann ausschließlich Einheiten entweder für die Überseeverschiffung, die Speditionsauslieferung per Lkw oder den Transport per Paketdienst.

Weit über 100 Antriebe übernehmen diverse Aufgaben in der neuen Anlage – von der Förder- und Hebetechnik bis zur Absaugung und Belüftung ist Antriebstechnik aus eigener Herstellung in Betrieb. Für die unterschiedlichen Anforderungen hat Nord ein breites Spektrum an Lösungen konfiguriert. Es kommen sowohl hocheffiziente Kegelradgetriebe als auch Schneckengetriebe mit sehr hohen Übersetzungen zum Einsatz. Je nach Leistungs- und Funktionsbedarf werden die Motoren durch verschiedene Frequenzumrichtermodelle geregelt.

Vier Ventilatoren mit einer Umwälzkapazität von 22 000 m3/h gewährleisten den Luftaustausch in den Lackierkabinen. Die Lüfterantriebe sind mit dezentralen 22-kW-Frequenzumrichtern der Baureihe SK 200E ausgestattet. Die Regelungslösung ermöglicht Standby-Betrieb sowie eine Kompensation der Filterverschmutzung. Anhand des gemessenen Volumenstroms wird die Arbeitsgeschwindigkeit bedarfsgemäß geregelt. Wie alle Nord-Umrichter verfügen diese Modelle über eine intelligente Energiesparfunktion, die Teillast automatisch erkennt und den Energieverbrauch des Motors entsprechend reduziert. Da die Umrichter mit den Ventilationsaggregaten auf dem Dach installiert sind, wurden sie in Schutzart IP66 ausgeführt.

Die Nord-Motoren und -Getriebe, die hier lackiert werden, sind oft bis zu mehrere Zentner schwer. Dies setzt eine robuste Anlagentechnik voraus. Die Hängeförderbahn, die mit maximalen Geschwindigkeiten von 10 m/min betrieben wird, ist mit mehr als 100 laufruhigen Schneckengetriebemotoren bestückt. Einige Teile der Anlage sind als explosionsgefährdete Bereiche eingestuft (Ex-Zone 2). Die dort installierten 14 Antriebe werden über Schaltschrankumrichter der Baureihe SK 500E angesteuert. An allen anderen Antrieben kommen motormontierte Umrichter des Typs SK 180E zum Einsatz. Dieser kostenoptimierte Regler, der für den Leistungsbereich von 0,25 bis 2,2 kW erhältlich ist und über weitreichende Effizienzfunktionen verfügt, bewältigt alle einfachen Fördertechnikaufgaben in horizontalen Anwendungen. Eine am Umrichter installierte Technologiebox sorgt zusätzlich für eine großzügige Ausstattung mit Sensor- und Pneumatikschnittstellen zur Übermittlung von Positionsdaten und Ansteuerung von Weichen.

Auch die Profibus-Anbindung der Umrichter an die Anlagensteuerung läuft über die Technologieboxen. Durch diese integrierte Lösung sowie die steckbare Ausführung sämtlicher Anschlüsse der Antriebseinheiten ließ sich der Aufwand bei der elektrischen Installation der weitläufigen Anlage minimieren. Die Versorgung der Einheiten mit Steuerspannung erfolgt über einen separaten 24-V-Anschluss, sodass auch beim Abschalten der 400-V-Leistungsversorgung der Profibus-Zugriff möglich ist.

Das als Trockenraum in die Anlage integrierte Hochregallager ermöglicht jederzeit einen flexiblen Zugriff auf alle Antriebskomponenten über ein automatisches Bediengerät. Jede Antriebseinheit kann über ihre individuelle Stückbezeichnung angefordert und mittels Hängeförderer in eine Lackierkabine gefahren werden. Leistungsstarke Kegelradgetriebemotoren dienen als Hub- und Fahrantriebe der Regalbediengeräte. Die Teleskopgabel zur Lastaufnahme wird von einem leichten und kompakten Aluminium-Stirnradgetriebemotor bewegt.

Die Hub- und Fahrachsen sind als Lageregelkreis ausgeführt, das heißt, Frequenzumrichter des Typs SK 545E werten gleichzeitig den Absolutwert der aktuellen Position und das Signal eines Inkrementalgebers am Antriebsmotor aus. Sie fahren dann den Positionssollwert, der von der SPS des Regalbediengeräts vorgegeben wird, selbständig an und melden die erreichte Position an die SPS zurück. Dabei werden Geschwindigkeit sowie Beschleunigungs- und Bremsvorgänge präzise und mit sanften Übergängen (S-Rampen) geregelt. Für die Kommunikation mit der SPS wurden in diesem Fall Profinet-Schnittstellen integriert.

Nach dem Lackieren findet die Trocknung wieder im Hochregal statt. Anschließend ist über die Fördertechnik nicht nur der Weitertransport zu einer Verpackungsstation möglich, sondern stattdessen auch eine andere innerbetriebliche Übergabe, z. B. um die Antriebslösung durch Bestückung mit einem Frequenzumrichter zu komplettieren.

Die Antriebstechnik ist beispielhaft für Nords Fähigkeit, alle Anforderungen bedarfsgemäß umzusetzen. Für alle Nord-Systeme besteht die Option, sie explosionsgeschützt auszuführen, wie es auch hier für die explosionsgefährdeten Anlagenbereiche umgesetzt wurde. Ebenso werden alle nötigen Schnittstellen bereitgestellt, sodass auch in einem heterogenen kommunikativen Umfeld die optimale Vernetzung gewährleistet ist. bec

Getriebebau Nord GmbH & Co. KG Drivesystems

Jörg Niermann

Bereichsleiter Marketing

Getriebebau-Nord-Straße 1

22941 Bargteheide

Tel.: 04532 289-0

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