Elevare il VW "Bulli"

Come si integra l'ascensore 3XL di Schmidt Aufzüge Medebach nel processo di produzione automatizzato

immagini di Hans-Wilhelm Berghoff

Nel novembre 2023, il tuo autore ha visitato il montacarichi costruito da Schmidt Aufzüge Medebach (SAM) presso lo stabilimento di produzione Volkswagen Veicoli Commerciali (VW-Nutzfahrzeuge VWN) ad Hannover, in Germania. La visita dello stabilimento in un caddy elettrico aperto appositamente prodotto e la presentazione dell'ascensore per carichi pesanti e ad alta capacità sono stati accompagnati da Andreas Ricken, direttore della filiale SAM, nonché da Manuel Ramos, vice capo dell'ingegneria impiantistica, e Tobias Salzmann, portavoce della stampa, entrambi della VWN Hannover. Il seguente rapporto descrive i dettagli tecnici dell'ascensore e la sua integrazione nel processo di produzione automatizzato.

Come è stato creato l'ascensore 3XL

L'esigenza di un elevatore per carichi pesanti e di grande capacità a due fermate è nata nello stabilimento VW per trasportare, dal basso verso l'alto, convogli senza conducente lunghi circa 20 metri, contenenti materie prime e singoli componenti per la produzione di berline di grandi dimensioni e veicoli commerciali leggeri di oltre 6.6 metri, in un processo completamente automatizzato. Ciò richiedeva una cabina di circa 23 metri di lunghezza in grado di sollevare un carico utile di 25 tonnellate. La richiesta per l'elevatore gigante, ufficialmente denominato "elevatore per rimorchi VW", è stata presentata nel 2019/20.

La soluzione tecnica scelta, un ascensore idraulico con una capacità di 44.35 t = 591 persone più una cabina di circa 55 t, è conforme alla norma EN 81-20/-50. La costruzione su misura è stata calcolata con il supporto degli ingegneri strutturali di SAM sotto la direzione di Ricken. La fase di progettazione ha richiesto circa sei mesi. L'impianto è stato costruito in circa sei mesi nel 2021. Nel frattempo, sono stati necessari altri sei mesi per l'approvvigionamento dei componenti.

La costruzione è iniziata con il sollevamento della soletta portante in due sezioni nel corridoio. Le lastre sono state consegnate con mezzi pesanti e sollevate sopra l'edificio vicino con una gru da 300 tonnellate un sabato pomeriggio sotto una pioggia battente. Per l'ascensore sono state utilizzate complessivamente circa 100 t di acciaio.

Come viene utilizzato l'ascensore per carichi pesanti

La certificazione è stata effettuata da TÜV Nord. La ripartizione dei pesi per le prove (27.5 t più il 10% ciascuno) è stata specificamente documentata in un diagramma a causa delle dimensioni della cabina. L'ascensore è inoltre omologato per il trasporto di passeggeri. Il sistema di chiamata di emergenza è collegato al centro di controllo della sicurezza VW. In caso di necessità, l'evacuazione viene effettuata dai vigili del fuoco VW o da "addetti agli ascensori" appositamente formati dal reparto tecnico dello stabilimento.

Vengono monitorati i consumi energetici e il sistema di chiamata di emergenza. I dati vengono raccolti dal sistema di gestione dell'edificio.

L'assistenza viene fornita da SAM per i primi due anni durante il periodo di garanzia. Successivamente, passa nelle mani di VW. Le riparazioni e la risoluzione dei problemi vengono effettuate dal personale VW. Tre meccanici e quattro elettricisti qualificati, su un totale di quasi 200 dipendenti dell'ingegneria dello stabilimento, sono disponibili sette giorni su sette in un turno mattutino e in un turno pomeridiano dalle 05:30 alle 22:30. Tutti i componenti di ricambio speciali sono stati acquistati al momento dell'ordine e sono stoccati in loco, il che non ha rappresentato una spesa aggiuntiva significativa data l'elevata percentuale di componenti standard.

Come appare l'ascensore per carichi pesanti dall'esterno

Attorno al pozzo di cemento C25 è stata costruita una rampa aggiuntiva per i veicoli per aumentare la capacità di trasporto o per compensare, se necessario, un guasto dell'ascensore. Il computer controlla il percorso utilizzato in modalità automatica. In alternativa la vettura può essere richiesta anche manualmente tramite il pannello SAM.

Le porte sono di Meiller, a causa delle loro dimensioni si basano sulla porta HD. Misurano 3 mx 3.5 m in alto e in basso e, come tutte le altre porte degli ascensori della fabbrica, sono di colore rosso carminio in modo che possano essere identificate come ascensori a distanza. Ciascuno è composto da sei pannelli di chiusura centrale. La soglia è in materiale solido con fori per le sbavature. C'è un sensore di avvicinamento sopra la porta e piloni arancioni a destra e a sinistra per proteggere le porte quando si entra. 

Come è disegnato l'interno della cabina dell'ascensore di grande capacità

Un sistema semaforico e sensori controllano l'ingresso automatico. La porta è dotata di diverse griglie luminose, inclusa una griglia luminosa di carico per proteggere la porta dal contatto con il trasportatore.

La cabina, che misura 3.1 m di larghezza x 23.1 m di lunghezza x 3.5 m di altezza con un carico utile di circa 25 t, è ventilata naturalmente. Le fasce di ventilazione per l'alimentazione dell'aria sono fissate in basso lungo i lati della cabina. I portalampade sul soffitto, sbarrati per motivi di sicurezza, fungono anche da ventilazione nel vano.

La parte superiore delle pareti laterali è costituita da pannelli sandwich a base di basalto. Questi sono resistenti al fuoco e hanno un basso carico di incendio. Inoltre sono da 3 a 4 kg più leggeri della lamiera d'acciaio e realizzati con materiale naturale rispettoso dell'ambiente. Hanno un'elevata resistenza e un basso eco.

Nel soffitto è presente una botola sul tetto per garantire l'accesso al pozzo quando i bulloni di supporto sono estesi. Il solaio è nervato.

Cosa succede nella sala operatoria accanto all'ascensore

Anche il sistema di controllo dell'ascensore installato nella sala operatoria in basso a sinistra del vano dietro una porta d'acciaio è una costruzione interna di SAM basata sul SIMATIC S7/ET200SP di Siemens. È preprogrammato per il funzionamento normale e la marcia autonoma. La motrice chiama automaticamente l'ascensore quando necessario.

Nella parte posteriore della sala si trova il sistema di azionamento, costituito da due unità idrauliche della Bucher Hydraulics, ciascuna con una potenza elettrica di 45 kW, che azionano i quattro cilindri nell'albero. Sono a frequenza variabile con recupero di energia per soddisfare le specifiche VW di "massima efficienza energetica". L'utilizzo di contrappesi, che coprono circa il 50% del peso della cabina di 55 tonnellate, contribuisce anch'esso a questo scopo; senza di essi sarebbe stata necessaria una potenza elettrica di 380 kW. Anche la riduzione della velocità dell'ascensore contribuisce a migliorare l'efficienza energetica. L'inverter è fornito da Nidec.

La potenza effettiva viene misurata e calcolata la media per ogni viaggio. Al momento della visita, l'esposizione di Janitza mostrava 3 x ca. 22 kW; un display era a zero. Il valore medio è di ca. 25 A a cabina vuota e arriva fino a un massimo di 228 A. A cabina vuota la potenza effettiva era negativa e la rigenerazione ammontava a 3 kW. Includendo questo viaggio, il contatore ha mostrato finora 2,042 viaggi.

Cosa si può trovare nella fossa del pozzo

L'accesso alla fossa si trova nella sala operatoria proprio di fronte accanto alla porta a destra. Una scala consente l'accesso alla soletta di base. Il pozzo misura 4.80 m di larghezza x 23.80 m di lunghezza. La fossa è profonda 2.50 m.

L'azionamento nell'albero è costituito da quattro cilindri idraulici (diametro 185 mm) con compensazione idraulica e meccanica degli stampi mediante cremagliera e pignone per evitare distorsioni. Sono stati riempiti circa 3,500 l di olio idraulico HLP 46 e la pressione dell'olio è di 21.3 bar. Il pavimento del vano è concepito come un bacino di raccolta nel quale sono posizionati i respingenti di piano. Per accedere alle travi della cabina, si smontano i respingenti e si abbassa la cabina.

Si possono vedere i quattro contrappesi, ciascuno del peso di 6.75 t. Sono costituiti da piastre di acciaio impilate. Sono disposti simmetricamente ad ogni angolo, sospesi 1:1 su funi da 12 mm e scorrono su rulli da 480 mm.

L'auto è montata su un telaio in acciaio. Sono inoltre visibili le otto guide staticamente rilevanti e le due staticamente irrilevanti, ovvero un totale di 10 guide; per confronto: un ascensore per passeggeri ne ha due. Sono ancorati nel calcestruzzo con binari HALFEN 50/30.

Cosa è posizionato sopra l'auto

L'auto è rialzata al centro per bilanciare la struttura del ponte in acciaio dell'auto. Una trave continua corre longitudinalmente sul tetto della vettura, attraversata da diagonali di 160 mm.

Quattro cremagliere dentate stabilizzano l'altezza della vettura al centro delle fiancate e, oltre alla compensazione idraulica, la assicurano meccanicamente contro l'abbassamento. Sono collegati a due alberi di torsione. Se l'auto si allontana, viene trattenuta dall'albero.

Le guide T140 con testa da 31.8 mm e le guide di scorrimento sono ben visibili dall'alto. Il foro asolato funge da supporto per i bulloni. Qui si trova anche la sospensione del contrappeso.

Dall'alto sono visibili anche i listelli e le rotelle della porta sopra il telaio della porta.

Il pozzo ha una botola per la luce diurna sulla parte superiore del soffitto di cemento.

Come va il viaggio

Due rimorchi con un peso totale di 25 t sono agganciati ad un trattore senza conducente. Il veicolo caricato viene richiesto tramite un pulsante dall'area di montaggio. Il treno, che si avvicina dal parcheggio ad una velocità di circa 10 km/h, per motivi di sicurezza proietta sul terreno davanti a sé un segnale di avvertimento, simile al punto blu dei carrelli elevatori.

In modalità automatica, l'auto preleva il carrello precaricato nel seminterrato, dove entra a filo su otto perni di supporto. Una volta retratto il treno, la carrozza viene sollevata. Con un clic i perni del meccanismo di chiusura superiore si ritirano. L'ascensore si muove senza intoppi. Un singolo viaggio dura circa 1 minuto.

Come l'elevatore 3XL è integrato nel processo di produzione VW

La vicinanza al canale Mittelland, attraverso il quale venivano ricevuti i materiali e spediti i veicoli commerciali finiti, fu un fattore determinante nella scelta della sede per lo stabilimento VW nel 1955. L'8 marzo 1956 iniziò la produzione del furgone VW "Bulli", che nel 2019 raggiunse il traguardo dei 10 milioni di veicoli prodotti ad Hannover. Oggi, lo stabilimento tedesco è all'avanguardia nella logistica automatizzata del gruppo, con il motto "Aumentare l'efficienza attraverso l'automazione e la digitalizzazione", grazie al quale l'elevatore per carichi pesanti descritto in precedenza consente la consegna just-in-time completamente automatizzata dei componenti ai robot di assemblaggio. Lo stabilimento ha le dimensioni di una piccola città, con tanto di ristoranti, un "sindaco" (ovvero il direttore dello stabilimento), una caserma dei vigili del fuoco, un medico di pronto soccorso e un'ambulanza.

Il processo produttivo, che si snoda come i denti di un pettine lungo un corridoio che collega la sezione di produzione all'edificio amministrativo, inizia con l'impianto di stampaggio. Tra le altre cose, vi è una pressa sottovuoto di grande capacità della Schuler, che modella i pannelli laterali del furgone VW a partire da lamiere preforate e pretagliate provenienti da bobine, i cosiddetti "grezzi". La pressa ha le dimensioni di un condominio di medie dimensioni disposto orizzontalmente. Gli utensili vengono cambiati tramite una gru. Al termine del processo, un sistema robotizzato preleva i pezzi stampati e li smista in appositi contenitori. Il progetto pilota sta procedendo così bene che si sta valutando la possibilità di estenderlo alle altre presse.

Segue una sala più piccola e tranquilla dove si trovano la manutenzione e la formazione. Ad Hannover vengono formati circa 500 apprendisti in otto mestieri e sette programmi di studio duali.

Il grado di automazione nella carrozzeria dell'adiacente padiglione 1 si avvicina al 93%, a seconda della carrozzeria in costruzione; ciò significa che complessivamente 50 dipendenti su tre turni più 1,500 robot per la saldatura e il taglio laser, nonché per il preassemblaggio, vengono diretti o monitorati ciascuno da una sola persona in stazioni di controllo computerizzate sulle due linee per gli attuali tre carrozzerie (T6.1, Multivan e ID. Buzz). I dipendenti indossano uno smartwatch che invia istruzioni o messaggi di errore dal computer centrale direttamente al loro orologio e, se necessario, può anche inoltrare gli errori direttamente alla manutenzione.

La produzione si svolge su tre livelli: i componenti si muovono al piano inferiore, i macchinari al piano intermedio e i prodotti semilavorati vengono trasportati al piano superiore. Gli otto trattori automatizzati che operano nell'officina di carrozzeria, noti come "Schleppi", che utilizzano il montacarichi, vengono agganciati e sganciati in modo completamente automatico al piano intermedio. Questi veicoli trasportano i componenti tra le aree logistiche/magazzino e l'officina di carrozzeria dal parcheggio del fornitore al piano inferiore, tramite il montacarichi, o attraverso la rampa, fino al capannone di lavorazione al piano intermedio. È qui che vengono sostituite le batterie dei veicoli; durante questo periodo vengono forniti i veicoli sostitutivi.

Il reparto di assemblaggio del Padiglione 2 è tradizionalmente l'area con il maggior numero di attività manuali e, di conseguenza, anche quella con il maggior numero di dipendenti. Qui sono in uso altri 40 carrelli elevatori Schleppi, che riforniscono l'area di assemblaggio con i componenti acquistati da altri fornitori. Nell'area di assemblaggio sono inoltre in funzione fino a 130 cosiddetti "flounder" (veicoli a guida automatica sottoscocca), che riforniscono direttamente le linee/cicli di assemblaggio con i componenti provenienti dai cosiddetti "supermercati". Gli AGV sottoscocca si ricaricano automaticamente in una stazione, come un robot tagliaerba.

Circa 300,000 contenitori sono costantemente in movimento durante la produzione. Quando sul posto un contenitore è vuoto, un dipendente tira una corda che attiva un nuovo trasporto e, se necessario, una corsa in ascensore.

Durante il successivo montaggio finale nel capannone adiacente, al momento della visita un collaboratore, utilizzando un manipolatore, ha inserito nella carrozzeria del veicolo elettrico un cruscotto preassemblato all'esterno dello stabilimento. Il marchio punta a far sì che il 55% dei veicoli commerciali prodotti siano esclusivamente elettrici entro il 2030. La ID. Già oggi Buzz viene consegnato ai nuovi proprietari con un bilancio a zero emissioni di CO2.

Il controllo qualità viene effettuato utilizzando telecamere e sensori. Inoltre, tutti i veicoli vengono poi spruzzati con acqua per verificare eventuali perdite e guidati su una pista vibrante.

Gruppo VW

Il Gruppo VW, con sede a Wolfsburg, in Germania, comprende 10 marchi automobilistici provenienti da cinque paesi europei, oltre ad altri marchi e divisioni aziendali, compresi i servizi finanziari. Secondo il Rapporto annuale 2022, il Gruppo VW è uno dei maggiori datori di lavoro del settore privato al mondo; comprese le joint venture cinesi, impiegava 675,800 persone e generava un fatturato di 279.2 miliardi di euro.

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Veicoli pesanti VW (Volkswagen Nutzfahrzeuge VWN) 

Ad Hannover, in Germania, a Poznań e Września, in Polonia, e a Pacheco, in Argentina, circa 24,000 dipendenti producono 13 milioni di veicoli all'anno, che spaziano dal Transporter, Multivan, Caddy, Crafter, Amarok fino ai modelli ID. Buzz e California. VWN è inoltre il marchio leader del Gruppo VW per la guida autonoma e i servizi di mobilità. 

Dal 1956, nello stabilimento principale di Hannover vengono prodotti veicoli su due linee di produzione, oltre a una fonderia e alla produzione di componenti elettrici, impiegando attualmente circa 13,000 persone. Con un'attività su tre turni, dal 2022 vengono prodotti circa 800 veicoli al giorno tra i modelli ID. Buzz a propulsione puramente elettrica per uso privato e commerciale, il Multivan ibrido plug-in per privati ​​e il T6.1 "Bulli", disponibile in versione furgone e camper (fino al 2024). Lo stabilimento si estende su una superficie di 1.1 milioni di m², di cui 400,000 m² edificati. Al suo interno sono installati 63 ascensori e diverse piattaforme elevatrici. 

Volkswagen Nutzfahrzeuge VWN

Deutsche Aufzugstechnik GmbH (DAT) con SAM

DAT, con sede a Berlino, dispone di 14 filiali in Germania più due filiali, tra cui SAM. DAT offre tecnologia per ascensori per tutti i tipi di edifici e sistemi speciali per applicazioni speciali, assistenza regionale e riparazione di impianti di ascensori di tutti i produttori, nonché modernizzazione. 

SAM è specializzata tra le altre cose in ascensori per carichi pesanti come prodotti su misura con portata fino a 50,000 kg con carico tramite carrello elevatore. Le dimensioni delle cabine vanno fino a 5 mx 25 mx 4 m (L x P x A); l'equipaggiamento comprende botole da tetto, scale integrate, dispositivi di contatto, semafori, monitoraggio dell'ingresso, sensori di misurazione del carico nel pavimento, ecc., nonché rivestimenti del pavimento in lamiera striata, acciaio inossidabile, zincato o lamiera d'acciaio. Le porte di cabina e di piano sono disponibili in versioni per carichi pesanti: le porte di piano sono disponibili anche come porte sollevabili o porte avvolgibili. Negli anni '1980 SAM fornì al Giappone il più grande cilindro idraulico monoblocco con un diametro del pistone di 680 mm e una lunghezza di 35 m, secondo il Guinness dei primati dell'epoca.  

Ricken lavora con SAM da 35 anni. Precedentemente ha avuto una formazione come disegnatore tecnico. Dopo essere passato alla pianificazione e progettazione di ascensori, ha completato una formazione aggiuntiva come tecnico meccanico. Ora è direttore di filiale e di ingegneria. 

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