Maßgefertigte Werkstückträger

Im Kreislauf sicher unterwegs

Seit 1964 fertigt, entwickelt und vertreibt Bosch am Standort Reutlingen Mikroelektronik für den Einsatz in Fahrzeugen. Dabei stellt das Werk 2 in Reutlingen Steuereinheiten für elektrische Lenkgetriebe her, die nunmehr in der dritten Generation als ESL-3 (elektrische Servolenkung) seit Frühjahr 2008 unter anderem in allen Pkws der Golf- V-Plattform eingebaut werden.

Im Rahmen eines akribisch getakteten Liefer- und Wertschöpfungskreislaufs sind drei Werke an der Fertigung der Steuereinheiten - Powerpacks genannt - beteiligt: Das Bosch-Werk Hildesheim ist zuständig für die Motoren, das Bosch- Werk Reutlingen für die elektronische Steuereinheit und den Zusammenbau der Komponenten zum Powerpack und das Werk Bietigheim-Bissingen von ZFLenksysteme (ZFLS) für den Einbau in das Lenksystem.

Mit der neuen Generation der ESL-3 Lenkung entstand nun die Anforderung, die Motoren vom Werk Hildesheim nach Reutlingen und die kompletten Powerpacks zu ZFLS in einem Behältnis zu transportieren. Darüber hinaus sollten alle Befüll- und Entnahmevorgänge automatisiert werden. Ziel war es, die Abläufe zu straffen und statt der bisher erforderlichen zwei Kreisläufe einen geschlossenen Just-in-Sequence Versorgungskreislauf zu realisieren.

Voraussetzung für das neue Konzept waren geeignete Behälter, die den sicheren Transport der hochwertigen Komponenten während des gesamten JISKreislaufs gewährleisten. Neben Stabilität, Festigkeit und Formtreue ist die Präzision verlangt, vollautomatische Fertigungsabläufe und Roboterhandling- Prozesse für die Vereinzelung und die Bestückung der Lenkgetriebemotoren mit den Steuereinheiten im Werk Reutlingen durchlaufen zu können. Pro Behälter sollten zwölf der je 4,5 kg schweren Steuereinheiten stehend transportiert werden.

Ein Jahr für die Entwicklung und Realisierung des Werkstückträgers

Selbst ein in allen Behälterfragen erfahrenes Unternehmen wie SSI Schäfer konnte bei diesem Projekt nicht einfach „ins Regal greifen“. Vielmehr handelt es sich bei dem für Bosch konzipierten Werkstückträger um ein individuelles High-Tech-Produkt, das ohne Kompromisse auf die hochspezifischen Anforderungen zugeschnitten ist. Die Komplexität des Projektes wird bereits durch den Zeitrahmen der gesamten Realisierung deutlich. So wurde bereits im Frühjahr 2007 und damit ein Jahr vor dem SOP – dem Start of Production – mit den ersten Designarbeiten begonnen.

Wie Thomas Jettkant, Vertriebsleiter Kästen und Behälter bei SSI Schäfer, Neunkirchen, erläutert, hat die Entwicklungsphase vom Lastenheft bis zum fertigen Modell mehr als sechs Monate beansprucht, da unter anderem immer wieder Anpassungen an die Produkte erfolgen mussten. Zudem wurde im VDZ-Prüfzentrum für Verpackung und Transport in Dortmund ein Schwingversuch durchgeführt, bei dem auf einem Shaker die Fahrstrecke von Hildesheim nach Reutlingen simuliert wurde. So konnte realitätsnah getestet werden, ob die Powerpacks auch bei Erschütterungen fest in den vorgesehen Nestern im Behälter bleiben und bis zum optimalen Ergebnis nachjustiert werden. Darüber hinaus muss der Werkstückträger Belastungen bis zu 10 g aushalten. Die anschließende Werkzeugbauphase beanspruchte vier Monate und die darauf folgende Modifizierungsphase für Änderungen nochmals sechs Wochen, so dass in diesem speziellen Fall die komplette Behälterentwicklung bis zu Serienreife ein Jahr erforderte.

Entsprechend der Vorgabe, die Komponenten stehend transportieren zu können, wurde die Höhe der Werkstückträger von den sonst üblichen bis zu 150 mm auf 255 mm erhöht. Damit jeder der zwölf Powerpacks millimetergenau in jedem Formnest sitzt, war eine entsprechende Zentrierung erforderlich. Über eine auf der inneren Unterseite aufgebrachte Verrippung wurde der Boden stabilisiert. So „konnten wir trotz der hohen Zuladung von rund 60 kg die Werkstückträger mit einem einfachen Boden realisieren, was erhebliche Kosten sparte“, betont Herr Jettkant. Zudem wird der Behälter in nur einem Fertigungsschritt im Kunststoff-Spritzgießverfahren hergestellt. Er ist aus einem Stück und benötigt keinen separaten Einsatz, was die Kosten reduziert und das automatische Handling erleichtert. Zentrierdome ermöglichen sicheres Stapeln der Werkstückträger und verhindern Durchbiegungen, was die eingestellten Produkte schützt. Da die Powerpacks das Werk Reutlingen funktionsgeprüft verlassen, wäre jegliche Beschädigung ein „K.O.- Kriterium“. Daher sorgt auch ein EDSSchutz für elektrostatische Ableitung. Darüber hinaus sind die aus Polypropylen gefertigten Werkstückträger für das vollautomatische Handling durch Roboter mit Zentrierbohrungen, Hubtaschen und Codierungen für die eindeutige Bestimmung der Laufrichtung ausgestattet.

Geschlossener Kreislauf mit drei Wertschöpfungsstufen

Mit all diesen Eigenschaften und Ausstattungsmerkmalen ist der Behälter für den Transportkreislauf der Motoren, den Fertigungsdurchlauf der Powerpacks sowie deren Anlieferung am Zielort optimal geeignet. Hierbei wertet Herr Jettkant als „signifikanten Vorteil“, dass mit dem Werkstückträger ein geschlossener Kreislauf mit insgesamt drei Produktions- und Wertschöpfungsstufen vollautomatisch geleistet wird.

Ablauf: Das Werk Hildesheim liefert die in den Werkstückträgern platzierten Motoren auf Kunststoffpaletten, wobei jede Palette mit 12 Behältern beladen ist. Die in Logistikkreisläufen der Automobilindustrie verlangte Beladehöhe von 1 m wird nicht überschritten. Die Behälter werden palettiert dem Roboter zugeführt. Dieser entnimmt daraufhin die Motoren einzeln aus dem Werkstückträger und platziert sie auf einem Transportband. Im folgenden Fertigungsdurchlauf werden die Kontakte geschweißt. In der Fügeeinrichtung wird die Steuereinheit auf den Motor gesetzt und mit dem Motor verpresst. Das Powerpack wird im Folgenden auf Toleranzen, Dichtheit und Funktionen geprüft und mit dem Kundenlabel versehen.

Sitzt das Label richtig und lesbar, erfolgt die Freigabe. Das Powerpack wird erneut von dem mit Universalgreifer ausgestatteten Roboter aufgenommen und in den Werkstückträger gesetzt, der anschließend für den Transport zu ZFLS palettiert wird.

Wie der Fertigungsleiter erläutert, handelt es sich hier um einen auf engstem Raum realisierten kontinuierlichen Fluss, der im Werk Reutlingen nach einem 3-Behälter-Prinzip organisiert ist: „Wir arbeiten stets von einem mit Motoren gefüllten Werkstückträger über die Linie in einen mit Powerpacks zu füllenden Werkstückträger“, erklärt Günter Heiligenmann, zuständig für die Verpackungsplanung im Leergutteam bei Bosch Automotive Electronics im Werk Reutlingen 2. Im Rahmen des Versorgungskreislaufs, des so genannten Milk- Runs, wird der mit fertigen Powerpacks gefüllte Werkstückträger abgeholt. An die gleiche Stelle wird ein Behälter mit Motoren in das System eingebracht und der jeweils leere Werkstückträger umgesetzt. Dieser ständig roulierende Vorgang ist lückenlos verkettet. Derzeit durchlaufen etwa 1.000 Werkstückträger das Werk im Drei-Schichtbetrieb an 5 Tagen die Woche täglich rund um die Uhr. Die Erfahrungswerte mit den Behältern sind „sehr gut“, es „gab keinerlei Probleme“, wie Günter Heiligenmann bestätigt. Der komplette, werksübergreifende Kreislauf, in dem rund 25.000 Werkstückträger im Einsatz sind, funktioniert seit nunmehr einem Jahr einwandfrei. Vorteile des „Ein-Kisten-Modells: „Die geschlossene Kette erspart uns Material- und Leergutkreisläufe und hilft uns Geld zu sparen“, erklärt Fertigungsgruppenleiter Marcus Bopp. Bestes Indiz für das Vertrauen in die Kompetenz der Intralogistikspezialisten aus Neunkirchen ist der Folgeauftrag für ein Projekt für Werkstückträger einer weitere Generation von größeren Steuereinheiten.

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SSI SCHÄFER zählt weltweit zu den führenden Anbietern von Lager- und Logistiksystemen. Die angebotenen Leistungen reichen von der Konzeptfindung über die Lagereinrichtung mit Produkten aus eigener Herstellung bis hin zur Realisierung komplexer Logistikprojekte als Generalunternehmer. Das Produktprogramm von SSI Schäfer/ Fritz Schäfer GmbH, Neunkirchen – gleichzeitig internationaler Hauptsitz der SSI Schäfer-Gruppe – umfasst den Kernbereich der Lagereinrichtung sowie Werkstatt-, Betriebs- und Büroeinrichtungen, Abfalltechnik und Recycling. Typische Produkte sind Lager- und Transportkästen, Fachboden-, Paletten-, Langgut- und Verschieberegale, die die Basis für manuell betriebene und vollautomatische Lagersysteme bilden. Die Schäfer-Unternehmensgruppe, hervorgegangen aus dem 1937 von Fritz Schäfer gegründeten gleichnamigen Unternehmen, ist heute in 53 Ländern weltweit vertreten. In Deutschland ist SSI Schäfer mit 13 Niederlassungen präsent.

 

Über die Firma
SSI SCHÄFER Fritz Schäfer GmbH
Neunkirchen/Siegerland
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