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Inhaltsverzeichnis
1. Update für die Maschinensicherheit bei Re-Design des Modulsystems
2. Ziel ist die Vermeidung von Produktionsunterbrechungen
3. Wirkprinzip der Zuhaltung ist von Vorteil
4. Flexibilität bei der Auswertung sicherheitsgerichteter Signale
5. Der Anwender
Befüllen, Verschließen, Testen: Für diese und weitere Prozessschritte bei der Produktion von Blei-Säure-Batterien entwickelt und baut die CMWTEC Technologie GmbH in Runkel bei Limburg hochautomatisierte und immer kundenspezifische Anlagen. Ob Starterbatterien für Fahrzeuge, Traktionsbatterien für Elektro-Gabelstapler oder Industriebatterien: „Die Gemeinsamkeiten der Batterien sind ihre rechteckige Form – bei Gewichten von einem bis 120 Kilogramm – und die Blei-Säure-Technologie“, berichtet Alexander Petri, Technischer Leiter des Unternehmens.
Typischerweise besteht eine Anlage aus bis zu fünf Stationen – und mindestens ebenso wichtig wie die Stationen für die einzelnen Produktionsschritte sind die integrierten Mess-, Test- und Prüfeinrichtungen. „Diesen Anlagen sieht man nicht an, wie anspruchsvoll sie sind“, fährt Petri fort. „Für das Prüfen des Ladezustandes haben wir zum Beispiel eine eigene Software entwickelt – und bei vielen Tests fließen hohe Ströme in sehr kurzen Zyklen.“
Update für die Maschinensicherheit bei Re-Design des Modulsystems
Um die Produktions- und Prüfanlagen einerseits flexibel und kundenspezifisch, andererseits aber auch rationell und effizient zu fertigen, nutzt CMWTEC ein Modulsystem für die Maschinenumhausung. Dieses System haben die Konstrukteure vor etwa einem Jahr gründlich überarbeitet. „Wir haben ein Profilsystem konfiguriert, das sich universell kombinieren lässt und bei dem wir mit einem Minimum an Nachbearbeitungen wie etwa dem Einbringen von Bohrungen auskommen“, betont der Technische Leiter. Bei dieser Gelegenheit wurde auch die Maschinensicherheit auf den neuesten Stand gebracht. An den großen Polycarbonat-Schutztüren, die freie Sicht auf den Prozess erlauben, sind Sicherheitszuhaltungen vom Typ AZM300 aus dem Schmersal-Programm montiert.
Bild: Schmersal
Ziel ist die Vermeidung von Produktionsunterbrechungen
Aus der alleinigen Perspektive der Maschinensicherheit betrachtet, müssten hier gar keine Sicherheitsschaltgeräte mit Zuhaltung zum Einsatz kommen. Würde ein Bediener die Schutztür bei laufendem Betrieb öffnen, ließe sich die gefahrbringende Bewegung so schnell zum Halt bringen, dass er keinem Risiko ausgesetzt wäre – das hat sich CMWTEC bestätigen lassen.
Andererseits spielt hier aber auch die Prozesssicherheit eine Rolle: Der Prozess soll nicht dadurch unterbrochen werden, dass der Bediener eine Schutztür öffnet. Warum das so ist, erläutert Alexander Petri an einem einleuchtenden Beispiel: „Unsere Anlagen sind mit bis zu zehn Servoachsen ausgestattet. Will heißen: Die Antriebe wieder hochzufahren ist aufwändig. Deshalb verhindern wir, dass die Tür bei laufendem Prozess geöffnet werden kann und der Prozess dann stoppt – wir schützen somit eher die Maschine.“
Wirkprinzip der Zuhaltung ist von Vorteil
Eine Sicherheitszuhaltung war somit gesetzt. Die Wahl fiel dabei auf die AZM300, die schon auf den ersten Blick durch das besondere Wirkprinzip auffällt: Der bügelförmige Betätiger fährt nicht in ein Gehäuse ein, sondern in ein Drehkreuz, das auf einer Welle befestigt ist. Das bietet unter anderem den Vorteil, dass die Schutztür beim Schließen nahezu spielfrei zugehalten wird. Außerdem ist der Zuhaltemechanismus tolerant gegenüber einem Schutztürversatz. Die sichere Identifizierung des Betätigers übernimmt ein integrierter RFID-Sensor, der drei verschiedene Stufen der Codierung und damit auch des Manipulationsschutzes ermöglicht.
Zudem – auch diese Eigenschaft schätzt man bei CMWTEC – ist die Rastkraft der AZM300 einstellbar. „Das ist ein wirklich gutes Konzept“, erläutert Petri. „Montage und Ausrichtung sind einfach, auch optisch ist der Schalter ansprechend. Wir setzen die AZM300 deswegen grundsätzlich in allen Baureihen unserer Anlagen ein.“
Flexibilität bei der Auswertung sicherheitsgerichteter Signale
Bei der Frage nach der Auswertung der sicherheitsgerichteten Signale – auch sie wurde im Zuge des Re-Designs gestellt – entschied sich CMWTEC, beraten durch den Schmersal-Vertrieb, für einen multifunktionalen Sicherheitsbaustein vom Typ SRB-E 301MC. Diese Wahl wurde auch deshalb getroffen, weil damit ein Höchstmaß an Flexibilität gegeben ist. Denn die Kunden von CMWTEC geben das Steuerungsfabrikat vor – und mit dem Sicherheitsbaustein ist die Maschinensicherheit autark und überall anschlussfähig.
Bild: Schmersal
Die Kombination von Sicherheitszuhaltung AZM300 und Sicherheitsbaustein bewährt sich bereits vielfach in den Batterieproduktions- und -testanlagen, die üblicherweise im 24/7-Betrieb laufen. 95 % aller Anlagen werden zudem exportiert. (co)
Weitere Infos zur Sicherheitszuhaltung AZM300…
Der Anwender
Bild: CMWTEC/Schmersal
Die CMWTEC Technologie GmbH in Runkel bei Limburg entwickelt und baut seit über vierzig Jahren Anlagen für die Produktion von Blei-Säure-Batterien. In der Regel handelt es sich dabei um Starterbatterien für Fahrzeuge, hinzu kommen aber auch Traktionsbatterien für Elektro-Gabelstapler und Industriebatterien.
Zu den Prozessen der Batteriefertigung gehört das Befüllen der Batterie mit Säure. Sind Batterien mit AGM-Technologie (Absorbent Glass Mat) zu befüllen, kommt ein patentiertes Verfahren zum Einsatz, bei dem unter Vakuum eine vollständige und gleichmäßige Benetzung des Glasfaservlieses gewährleistet ist, das die gesamte Säure in der Batterie aufnimmt.
Weitere Fertigungsschritte, die CMWTEC-Anlagen übernehmen, sind das Austauschen der Formatiersäure gegen hochprozentige Säure und das vollautomatische Erschließen der Batterien sowie die gründliche Reinigung der Batterie von Säure mit anschließender Trocknung. Am Ende des Prozesses steht unter anderem das – selbstverständlich vollautomatisierte – Finishing; das Bürsten und Einfetten der Pole mit dem Ziel, eine dauerhaft gute Kontaktierung zu erreichen sowie das Kennzeichnen der Batterien.
Viele Erstausrüster von Starterbatterien nutzen seit vielen Jahrzehnten bereits die CMWTEC-Anlagen, nicht zuletzt aufgrund der integrierten Testanwendungen. Die Testaufgaben beginnen mit einer Hochspannungsprüfung, mit der die Dichtheit des Kunststoff-Batteriegehäuses überprüft wird. Hinzu kommt die Hochstrom-Entladeprüfung (High-Rate Discharge Test – HRD), bei der das Entladeverhalten der Starterbatterien geprüft wird. Und bei den ACR-Tests (Alternative Current Resistance) wird gezielt die Impedanz, also der Innenwiderstand geprüft und analysiert.
CMWTEC ist mehr als gut ausgelastet und hat kürzlich ein Nachbargebäude erworben, um die Produktion zu vergrößern. Und obwohl man im angestammten Kompetenzfeld der Blei-Säure-Batterien gut zu tun hat, richtet man den Blick auf andere Technologien, insbesondere auf Lithium-Ionen-Batterien. Hier ist der Ausschuss in der Fertigung vergleichsweise hoch. Die CMWTEC-Ingenieure sind deswegen davon überzeugt, dass hochwertige und exakt auf den Prozess abgestimmte Fertigungs- und Testanlagen hier ein Optimierungspotential erschließen können. Erste End-of-Line-Teststationen für Lithium- und Alkali-Rundzellen hat das Unternehmen bereits vorgestellt.
