NEUER ANTRIEB,

NEUE CHANCEN

Neuer Antrieb,
neue Chancen

Die Automobilhersteller investieren Milliarden in die Elektromobilität – nicht nur in die Fahrzeugentwicklung, sondern auch in die Produktionswerke. Für Dürr bedeutet das eine große Chance. Denn flexible und modulare Produktionsanlagen sind gefragt, um den Einstieg in das neue Mobilitätszeitalter wirtschaftlich zu gestalten.

Vier Räder wird es haben, vorläufig auch ein Lenkrad. Doch der Antrieb und damit auch das gesamte Fahrzeugkonzept werden sich dramatisch verändern. So geht die Beratungsgesellschaft PwC davon aus, dass Ende des kommenden Jahrzehnts bereits 55 Prozent der Neufahrzeuge in Europa vollständig elektrifiziert sein könnten. In China, dem weltgrößten Pkw-Markt, könnte es noch schneller gehen. Dort gilt ab dem Jahr 2019 eine feste Elektroquote von zunächst 10 Prozent, die sukzessive erhöht werden soll. Alle Automobilhersteller haben reagiert und arbeiten an einer neuen Generation von E-Autos. Allein die deutschen Hersteller wollen laut Verband der Automobilindustrie ihre Modellpalette bis 2020 auf mehr als 100 E-Fahrzeuge erweitern – eingerechnet sind dabei auch Plug-in-Hybridfahrzeuge. Zudem drängen Start-ups ohne Erfahrung im Automobilbau in den Markt, beheimatet meist in Kalifornien oder in China.

 

DIE BATTERIE


 

Bis zu 36  Schrauben
sorgen für einen sicheren Halt des Akkus am Fahrzeug. Die teils 15 cm langen Schrauben werden mit einer von Dürr patentierten Technik vollautomatisch und effizient angebracht.


Modulare Hochzeit

Wenn Antriebsstrang, Fahrwerk und Karosserie eins werden, sprechen Automobilbauer von „Hochzeit“.
Im Zeitalter der Elektromobilität soll auch die Batterie diese bleibende Verbindung eingehen. Computergestützte Dürr-Technologie ermöglicht die vollautomatische Montage ohne zusätzlichen Zeitaufwand.


HOHER BEDARF FÜR NEUE ANLAGENKONZEPTE

Für die langfristig arbeitenden Produktionsplaner der Hersteller ist die Umstellung auf das Elektroauto eine gewaltige Herausforderung. Denn was 2025 vom Band rollen soll, muss schon heute bei jeder Investition berücksichtigt werden. Zwar revolutioniert der allmähliche Umstieg auf elektrische Antriebe nicht auf Anhieb die komplette Fertigung eines Autos. „Viele Autohersteller arbeiten derzeit noch mit einer Mixfertigung, in der bis zu sechs verschiedene Antriebsvarianten auf einer Linie gebaut werden“, erläutert Dr. Johannes Grobe, bei Dürr für den Vertrieb von Lackier- und Endmontageanlagen verantwortlich. Doch in den nächsten Jahren gehen immer mehr Fabriken in Betrieb, die ausschließlich auf die Produktion von Elektroautos spezialisiert sein werden. Beide Strategien bergen Herausforderungen: In die Mixfertigung müssen zusätzliche Prozessschritte wie die Montage der Batterie integriert werden, ohne dass die Produktion aus dem vorgegebenen Takt gerät. Bei einer reinen E-Auto-Fabrik stellt sich hingegen die Frage, auf welche Stückzahlen die Anlage ausgelegt werden soll. So oder so gilt für Grobe: „Unsere Kunden müssen flexibel auf sich verändernde Märkte reagieren können. Wir sehen daher einen hohen Bedarf für neue Anlagenkonzepte, unterstützt durch innovative Technologien.“ Als Beispiel führt Grobe einen neuen Trockner für Lackierereien an, der die auf Leichtigkeit getrimmten Elektroautos ideal beheizt. Gleichzeitig ist er sehr platzsparend.

 

Was Flexibilität in der Endmontage bedeutet, zeigt Armin Herrmann, Produktlinienmanager für Montageanlagen bei Dürr, am Beispiel einer „Hochzeit“. Mit diesem romantischen Begriff bezeichnen Spezialisten jenen Fertigungsabschnitt, in dem Antriebsstrang, Fahrwerk und Karosserie dauerhaft miteinander verbunden werden. Höchste Präzision ist gefordert, vom ersten Produktionstag an, und dann über Jahre im immer gleichen 60-Sekunden-Takt. Mit der Elektrifizierung kommt ein neues Element hinzu: der Akku. „Um steigende Reichweiten zu bieten, werden die Batterien immer größer“, erläutert Herrmann.

„Die nächste Innovation wird eine vollautomatisierte Befüllung sein, bei der der Adapter von einem Roboter aufgesetzt und wieder abgenommen wird.“

Bernd Preißler, Geschäftsführer der Dürr Somac GmbH, Stollberg

DER ADAPTER G3BLUE


 

60 l
Kühlmittel für die Akkus werden eingeführt.


Loaded

Der Adapter G3Blue für die vollautomatische Befüllung in der Fahrzeugendmontage ist wesentlich leichter als frühere Generationen und benötigt weniger Zeit. Bei Elektrofahrzeugen wird er auch genutzt, um das für die Akkus benötigte Kühlmittel einzufüllen.


„Sie füllen in der Regel den kompletten Unterboden aus.“ Er nimmt eine rund 15 cm lange Schraube in die Hand. Mit bis zu 36 Schraubpunkten wird der Akku sicher fixiert. Die Schrauben sind nicht alle identisch – für den Ingenieur eine zusätzliche Herausforderung. „Mit computergesteuerten Schraubstationen kann die Montage in der üblichen Taktzeit innerhalb der Linie erfolgen“, so Herrmann. Besonders stolz ist er auf eine von Dürr patentierte Technik, die es ermöglicht, bis zu vier verschiedene Schrauben gleichzeitig und vollautomatisch an den Schraubpunkt zu bringen.

 

MODULAR, FLEXIBEL, EFFIZIENT

Flexibilität in der Automobilproduktion bedeutet für die Endmontage-Spezialisten bei Dürr aber auch, Fertigungslinien sehr schnell erweitern, in Betrieb nehmen oder bei Bedarf von einem Werk in das andere verlagern zu können. Ermöglicht wird dies, indem die für die Hochzeit benötigten Anlagen vollständig auf einzelne Module verteilt werden. Da jedes Modul sowohl hinsichtlich der Anschlüsse als auch der Steuerungstechnik autark ist und  über einen eigenen Boden verfügt, kann es als Ganzes verladen und an jeden Ort der Welt transportiert werden.

„Eine vorab bereits aufgebaute und getestete Anlage erreicht innerhalb von zwei Wochen nach Anlieferung bei unserem Kunden die volle Produktionskapazität“, erläutert Herrmann. „Durch die anstehenden Investitionen in die Produktion von Elektroautos hat das Konzept noch einmal neuen Schub bekommen.“

Auch Bernd Preißler geht es darum, Elektroautos möglichst effizient zu produzieren. In Stollberg, einer Kleinstadt im Erzgebirge, dreht der Geschäftsführer von Dürr Somac an einer anderen Stellschraube: Die großen Akkus künftiger Elektroautos müssen nämlich im Betrieb stets in einem engen Temperaturfenster zwischen 20 und 40 Grad Celsius gehalten werden, damit sie ihre volle Kapazität behalten. In der Fabrik müssen bis zu 60 Liter Kühlmittel eingefüllt werden. „Um dabei die Taktzeit einzuhalten, setzen wir auf flexibel einsetzbare Befüllanlagen“, sagt Preißler. Patentierte Leichtbau-Adapter, über die Anlage und Fahrzeug verbunden werden, tragen durch ergonomische Vorteile dazu bei, den Prozess ebenso rasch wie sicher durchzuführen.

 


Automated Guided Vehicles (AGV)

Fahrerlos zum nächsten Fertigungsschritt: Die kleinen Transportfahrzeuge wissen genau, wohin es geht, und bringen die Karosserien immer sicher ans Ziel.

Kleben

Mehr Kunststoff spart Gewicht. Klebepunkte ersetzen dann die Schweißnaht. Weiterer Anwendungsfall: das Kleben von Scheiben im Fahrzeug.

Hochzeit

Fahrwerk, Karosserie und elektrifizierter Antriebsstrang samt Batterie: Bei der Hochzeit wird aus diesen Bestandteilen ein Auto. Computergestützte Dürr-Technologie ermöglicht die vollautomatische Montage ohne zusätzlichen Zeitaufwand.

Befüllen

Bremsflüssigkeit und andere Medien müssen auch weiterhin ins Fahrzeug gepumpt werden. Allerdings kommt der Elektroantrieb ohne Motoröl aus. Stattdessen füllen unsere Anlagen Kühlflüssigkeit für die Akkus ins Auto.

Prüfen

Funktionieren die Bremsen? Sind die Lichter korrekt eingestellt? Arbeiten die Abstandssensoren richtig? Am Bandende wird automatisiert getestet und das Prüfergebnis dokumentiert.

Automated Guided Vehicles (AGV)

Fahrerlos zum nächsten Fertigungsschritt: Die kleinen Transportfahrzeuge wissen genau, wohin es geht, und bringen die Karosserien immer sicher ans Ziel.

Kleben

Mehr Kunststoff spart Gewicht. Klebepunkte ersetzen dann die Schweißnaht. Weiterer Anwendungsfall: das Kleben von Scheiben im Fahrzeug.

Hochzeit

Fahrwerk, Karosserie und elektrifizierter Antriebsstrang samt Batterie: Bei der Hochzeit wird aus diesen Bestandteilen ein Auto. Computergestützte Dürr-Technologie ermöglicht die vollautomatische Montage ohne zusätzlichen Zeitaufwand.

Befüllen

Bremsflüssigkeit und andere Medien müssen auch weiterhin ins Fahrzeug gepumpt werden. Allerdings kommt der Elektroantrieb ohne Motoröl aus. Stattdessen füllen unsere Anlagen Kühlflüssigkeit für die Akkus ins Auto.

Prüfen

Funktionieren die Bremsen? Sind die Lichter korrekt eingestellt? Arbeiten die Abstandssensoren richtig? Am Bandende wird automatisiert getestet und das Prüfergebnis dokumentiert.

WERTSCHÖPFUNGSKETTE
Die Automobilfertigung ist komplex. Bis schließlich ein einsatzbereites Fahrzeug vom Band rollt, durchläuft es viele Stationen. Dürr liefert Produktionstechnik für etliche Schritte der Automobilherstellung. Elektromobilität verändert vor allem die Endmontage. Wir stellen unsere Lösungen vor.

 

Eine integrierte Messeinheit überwacht den Vorgang und sendet permanent Daten an den Leitrechner – so wird die einwandfreie Befüllung dokumentiert. Schon heute bewähren sich die Anlagen aus Stollberg, mit denen auch Bremsflüssigkeit, Getriebeöl und Kältemittel für Klimaanlagen ins Fahrzeug gelangen, nicht nur bei konventionellen Fahrzeugen, sondern auch bei Elektroautos. So werden Bremsanlage und Kühlsystem des von der Deutschen Post hergestellten Elektrolieferwagens Streetscooter mit Anlagen von Dürr Somac befüllt. Gemeinsam mit einem Automobilhersteller arbeitet Preißler bereits an der nächsten Innovation: einer vollautomatisierten Befüllung, bei der der Adapter von einem Roboter aufgesetzt wird.

 

„70 Prozent der gesamten Wertschöpfung zwischen Hochzeit und der am Bandende notwendigen Prüftechnik können wir aus einer Hand liefern.“

Dr. Johannes Grobe, Leiter Vertrieb Lackier- & Endmontageanlagen, Dürr Systems AG, Bietigheim-Bissingen

BESTE VERBINDUNGEN

Mehr Reichweite für Elektrofahrzeuge heißt vor allem: Der Akku wird größer und damit schwerer. Deshalb versuchen die Hersteller, beim Auto Gewicht zu sparen, wo immer es geht. Kunststoffe und Verbundwerkstoffe wie CFK ergänzen Aluminium und Stahl. Für die Produktion bedeutet das: Viele Verbindungen aus diesen Materialien können nicht mehr geschweißt werden. „Das Kleben stellt in vielen Fällen eine gute Alternative zum Schweißen oder zumindest eine Ergänzung mechanischer Fügetechniken dar“, erläutert Frank Schnur, der die Anlagenentwicklung für hochautomatisiertes Kleben leitet. Doch auch für den Akku, das Herzstück jedes Elektroautos, spielt das Kleben eine entscheidende Rolle. Denn die zu Modulen von der Größe eines DIN-A5-Blattes zusammengefassten Zellen müssen sicher im Batteriegehäuse befestigt werden – und zwar so, dass die beim Laden und Entladen entstehende Wärme abgeführt werden kann. Daher werden die Zellen mit einem sogenannten „Spaltenfüller“ fest vergossen. Das Füllmaterial kann pro Akku bis zu sechs Kilo ausmachen – dementsprechend viele Anlagen sind in einer Elektroauto-Produktion notwendig. Auch andere Komponenten des Batteriemoduls – etwa der Deckel – werden mit Klebstoff befestigt und dadurch auch abgedichtet. „Dürr liefert den Batteriemodul-Herstellern auf Wunsch die komplette Anlage aus einer Hand, einschließlich der Handhabungs- und der Prozessleittechnik“, so Schnur.

 

STARKER PARTNER

Als Komplettanbieter für die Fahrzeugendmontage ist Dürr auch für Start-ups interessant, die mit Elektroautos in den Markt drängen. Von der ersten Layout-Planung bis zur Inbetriebnahme begleitet der Anlagen- und Maschinenbauer die Projekte seiner Kunden – und auch danach mit Dienstleistungen. „70 Prozent der gesamten Wertschöpfung zwischen Hochzeit und der am Bandende notwendigen Prüftechnik können wir aus einer Hand liefern“, sagt Johannes Grobe. Laufend erhält der vertriebserfahrene Manager neue Anfragen aus China. Zu seinem Verantwortungsbereich gehören auch die Lackieranlagen, bei denen eine schlüsselfertige Übergabe schon fast zum Normalfall gehört. Ob sich Elektroautos schneller oder langsamer durchsetzen, ist für diesen Geschäftszweig allerdings unerheblich. Wie für Reifen gilt auch für den Lack: Allem Wandel zum Trotz ist er durch nichts zu ersetzen.

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