Elevando o VW "Bulli"

Como o elevador 3XL da Schmidt Aufzüge Medebach é integrado ao processo de produção automatizado.

Imagens de Hans-Wilhelm Berghoff

Em novembro de 2023, o autor deste texto visitou o elevador de carga construído pela Schmidt Aufzüge Medebach (SAM) na fábrica da Volkswagen Veículos Comerciais (VW-Nutzfahrzeuge VWN) em Hanôver, Alemanha. A visita à fábrica, realizada em um carrinho elétrico aberto especialmente fabricado para a ocasião, e a apresentação do elevador de alta capacidade e grande porte foram acompanhadas por Andreas Ricken, gerente da filial da SAM, bem como por Manuel Ramos, vice-diretor de Engenharia de Fábrica, e Tobias Salzmann, porta-voz da VWN Hanôver. O relatório a seguir descreve os detalhes técnicos do elevador e sua integração ao processo de produção automatizado.

Como o elevador 3XL foi criado

A necessidade de um elevador de grande porte e alta capacidade, com duas paradas, surgiu na fábrica da VW para transportar trens de carga autônomos de aproximadamente 20 metros de comprimento, contendo matérias-primas e componentes individuais para a produção de sedãs de grande porte e veículos comerciais leves, a uma altura superior a 6.6 metros, em um processo totalmente automatizado. Isso exigiu um veículo com cerca de 23 metros de comprimento, capaz de elevar uma carga útil de 25 toneladas. O pedido para o elevador gigante, oficialmente denominado "elevador de reboque VW", foi submetido em 2019/20.

A solução técnica escolhida, um "elevador hidráulico" com capacidade para 44.35 t (equivalente a 591 pessoas), mais uma cabina de aproximadamente 55 t, está em conformidade com as normas EN 81-20/-50. O projeto individual foi calculado com o apoio de engenheiros estruturais da SAM, sob a direção de Ricken. O planejamento levou cerca de seis meses. O sistema também foi construído em aproximadamente seis meses, em 2021. Nesse período, foram necessários mais seis meses para a aquisição dos componentes.

A construção começou com o içamento da laje de suporte do piso em duas seções para o hall. As lajes foram transportadas por caminhões pesados ​​e içadas sobre o prédio vizinho com um guindaste de 300 toneladas em uma tarde de sábado sob chuva torrencial. Um total de cerca de 100 toneladas de aço foi utilizado para o elevador.

Como funciona o elevador para cargas pesadas

A certificação foi realizada pela TÜV Nord. A distribuição dos pesos para os testes (27.5 t mais 10% para cada peso) foi especificamente documentada em um diagrama devido ao tamanho da cabine. O elevador também possui homologação para passageiros. O sistema de chamada de emergência está conectado à central de segurança da VW. Se necessário, a evacuação é realizada pelo corpo de bombeiros da VW ou por "ascensoristas" especialmente treinados do departamento de engenharia da fábrica.

O consumo de energia e o sistema de chamada de emergência são monitorados. Os dados são compilados pelo sistema de gestão predial.

Durante os dois primeiros anos de garantia, a assistência técnica é prestada pela SAM. Após esse período, a responsabilidade passa para a VW. Os reparos e a resolução de problemas são realizados por pessoal próprio da VW. Três mecânicos e quatro eletricistas treinados, de um total de quase 200 funcionários da engenharia da fábrica, estão disponíveis sete dias por semana, em dois turnos, das 05h30 às 22h30. Todos os componentes sobressalentes especiais foram adquiridos juntamente com o pedido e estão armazenados no local, o que não representou um custo adicional significativo devido à alta proporção de componentes padrão.

Como é o elevador para serviço pesado visto de fora

Uma rampa adicional para os veículos foi construída ao redor da lateral do poço de concreto C25 para aumentar a capacidade de transporte ou para compensar uma falha do elevador, se necessário. O computador controla a rota utilizada no modo automático. Alternativamente, o veículo também pode ser solicitado manualmente através do painel SAM.

As portas são da Meiller, modelo HD devido às suas dimensões. Medem 3 m x 3.5 m na parte superior e inferior e — como todas as outras portas de elevador da fábrica — são vermelhas carmim para que possam ser identificadas como elevadores à distância. Cada uma consiste em seis painéis com fechamento central. O batente é de material sólido com orifícios para limpeza. Há um sensor de aproximação acima da porta e pilares laranja à direita e à esquerda para proteger as portas durante a entrada. 

Como é o design interior da cabine do elevador de grande capacidade

Um sistema de semáforos e sensores controlam a entrada automática. A porta está equipada com diversas grades de iluminação, incluindo uma grade de iluminação para carga, a fim de proteger a porta do contato com o transportador.

A cabine, com dimensões de 3.1 m de largura x 23.1 m de comprimento x 3.5 m de altura e capacidade de carga de aproximadamente 25 toneladas, possui ventilação natural. As faixas de ventilação para fornecimento de ar estão fixadas na parte inferior, ao longo das paredes laterais da cabine. As caixas de iluminação no teto, que são gradeadas por motivos de segurança, também servem como ventilação para o poço.

A parte superior das paredes laterais é composta por painéis sanduíche à base de basalto. Estes painéis são resistentes ao fogo e possuem baixa carga de incêndio. Além disso, são de 3 a 4 kg mais leves que chapas de aço e ecologicamente corretos, fabricados a partir de um material natural. Apresentam alta resistência e baixo ruído.

Existe uma escotilha no teto para garantir o acesso ao poço quando os parafusos de sustentação estiverem estendidos. A laje do piso é nervurada.

O que está acontecendo na sala de cirurgia ao lado do elevador?

O sistema de controle do elevador, instalado na sala de operações, no canto inferior esquerdo do poço, atrás de uma porta de aço, também é um projeto próprio da SAM, baseado no SIMATIC S7/ET200SP da Siemens. Ele é pré-programado para operação normal e deslocamento autônomo. O veículo trator aciona o elevador automaticamente quando necessário.

Na parte traseira da sala encontra-se o sistema de acionamento, composto por duas unidades hidráulicas da Bucher Hydraulics, cada uma com potência elétrica de 45 kW, que acionam os quatro cilindros no eixo. Elas possuem controle de frequência com regeneração de energia para atender à especificação da VW de serem "o mais eficientes em termos energéticos possível". O uso de contrapesos, que cobrem cerca de 50% do peso total de 55 toneladas do elevador, também contribui para esse objetivo; sem eles, seriam necessários 380 kW de potência elétrica. A redução na velocidade do elevador também contribui para a melhoria da eficiência energética. O inversor é da Nidec.

A potência efetiva é medida e calculada a média para cada viagem. No momento da visita, o visor da Janitza mostrava 3 x aproximadamente 22 kW; um dos visores estava zerado. O valor médio é de aproximadamente 25 A com a cabine vazia e varia até um máximo de 228 A. A potência efetiva era negativa com a cabine vazia e a regeneração totalizou 3 kW. Incluindo esta viagem, o medidor registrou 2,042 viagens até o momento.

O que pode ser encontrado no poço do poço?

O acesso à vala fica na sala de cirurgia, logo à frente, ao lado da porta à direita. Uma escada dá acesso à laje de base. O poço mede 4.80 m de largura por 23.80 m de comprimento e tem 2.50 m de profundidade.

O acionamento no poço consiste em quatro cilindros hidráulicos (diâmetro de 185 mm) com compensação hidráulica e mecânica dos pinhão e cremalheira para evitar distorções. São utilizados aproximadamente 3,500 litros de óleo hidráulico HLP 46, sob uma pressão de 21.3 bar. O piso do poço é projetado como uma bandeja coletora onde os amortecedores de apoio são posicionados. Para acessar as vigas da locomotiva, os amortecedores são desmontados e a locomotiva é abaixada.

É possível observar os quatro contrapesos, cada um pesando 6.75 t. Eles são compostos por placas de aço empilhadas, dispostas simetricamente em cada canto, suspensas na proporção de 1:1 por cabos de 12 mm e deslizando sobre roletes de 480 mm.

A cabine está montada em uma estrutura de aço. Também é possível ver os oito trilhos-guia estaticamente relevantes e os dois estaticamente irrelevantes, ou seja, um total de 10 trilhos-guia; para comparação: um elevador de passageiros tem dois. Eles são ancorados no concreto com perfis HALFEN 50/30.

O que é colocado acima do carro?

A carroceria é elevada no meio para equilibrar a estrutura de aço que a compõe. Uma viga contínua atravessa longitudinalmente o teto da carroceria, cruzada por travessas diagonais de 160 mm.

Quatro cremalheiras dentadas estabilizam a altura da cabine no meio das laterais e, além da compensação hidráulica, a fixam mecanicamente, impedindo que ela abaixe. Elas estão conectadas a dois eixos de torção. Se a cabine se deslocar, ela é mantida no lugar pelo eixo.

Os trilhos-guia T140 com cabeça de 31.8 mm e os trilhos deslizantes são claramente visíveis pela parte superior. O furo oblongo serve de suporte para os parafusos. Aqui também se encontra a suspensão do contrapeso.

As travessas e os roletes da porta, acima do batente, também são visíveis por cima.

O poço possui uma escotilha de iluminação natural no topo do teto de concreto.

Como se desenrola a jornada

Dois reboques com peso total de 25 toneladas são acoplados a um caminhão trator autônomo. O veículo carregado é solicitado por um botão na área de montagem. O trem, que se aproxima do estacionamento a uma velocidade de aproximadamente 10 km/h, por motivos de segurança, projeta um sinal de alerta no chão à sua frente — semelhante ao sinal azul usado em empilhadeiras.

No modo automático, a cabine recolhe o carrinho pré-carregado no subsolo, onde este se encaixa perfeitamente em oito parafusos de apoio ao entrar. Assim que o trem recua, a cabine é elevada. Com um clique, os parafusos do mecanismo de travamento superior são retraídos. O elevador se move suavemente. Uma viagem completa dura cerca de 1 minuto.

Como o elevador 3XL é integrado ao processo de produção da VW

A proximidade com o Canal Mittelland, por onde os materiais eram recebidos e os veículos comerciais finalizados eram transportados, foi um fator importante na escolha da localização da fábrica da VW em 1955. Em 8 de março de 1956, teve início a produção da Kombi "Bulli", que atingiu a marca de 10 milhões de veículos produzidos em 2019 em Hanôver. Hoje, a unidade alemã é pioneira em logística automatizada dentro do grupo, sob o lema "Aumentando a eficiência por meio da automação e digitalização", em que o elevador de alta capacidade descrito anteriormente permite a entrega totalmente automatizada e sob demanda de componentes para os robôs na linha de montagem. A fábrica tem o tamanho de uma pequena cidade, com seus próprios restaurantes, um "prefeito" (ou seja, o gerente da fábrica), corpo de bombeiros, médico de emergência e ambulância.

O processo de produção, alinhado como os dentes de um pente ao longo de uma espécie de "autoestrada" entre a área de produção e o prédio administrativo, começa na planta de moldagem. Entre outros equipamentos, há uma prensa a vácuo de grande capacidade da Schuler, que molda os painéis laterais da Kombi a partir de chapas metálicas pré-perfuradas e pré-cortadas em bobinas, os chamados blanks. A prensa tem as dimensões de um prédio de apartamentos de tamanho médio, disposto horizontalmente. As ferramentas são trocadas por guindaste. Ao final da prensa, um sistema robótico recolhe as peças prensadas e as organiza em prateleiras. O projeto piloto está indo tão bem que a implementação em outras prensas está sendo estudada.

Em seguida, há um salão menor e mais tranquilo, onde ficam a área de manutenção e treinamento. Cerca de 500 aprendizes estão sendo treinados em oito profissões e sete programas de estudo dual em Hanover.

O grau de automação na linha de montagem de carrocerias no pavilhão 1 adjacente está próximo de 93%, dependendo da carroceria que está sendo produzida; isso significa que um total de 50 funcionários em três turnos, além de 1,500 robôs para soldagem e corte a laser, bem como para pré-montagem, são dirigidos ou monitorados individualmente por uma única pessoa em estações de controle computadorizadas nas duas linhas de produção das três carrocerias atualmente fabricadas (T6.1, Multivan e ID. Buzz). Os funcionários usam um smartwatch que envia instruções ou mensagens de erro do computador central diretamente para o relógio e pode até mesmo encaminhar erros diretamente para a manutenção, se necessário.

A produção ocorre em três níveis: os componentes se movem na parte inferior, as máquinas no nível intermediário e os produtos semiacabados são transportados para o nível superior. Os oito tratores automatizados que operam na linha de montagem, conhecidos como "Schleppi", que utilizam o elevador de carga, são acoplados e desacoplados de forma totalmente automática no piso intermediário. Esses veículos transportam componentes entre as áreas de logística/armazém e a linha de montagem, desde o estacionamento do contratante no piso inferior, através do elevador de carga ou pela rampa de acesso ao galpão de processamento no piso intermediário. É também nesse local que as baterias dos veículos são trocadas; durante esse período, veículos de substituição são disponibilizados.

A área de montagem no Pavilhão 2 é tradicionalmente a que concentra a maior parte das atividades manuais e, consequentemente, o maior número de funcionários. Quarenta unidades Schleppi são utilizadas nessa área, abastecendo a linha de montagem com peças adquiridas de outros fornecedores. Até 130 AGVs (Veículos Guiados Automaticamente com Passagem por Baixo) também operam na linha de montagem, fornecendo peças diretamente dos centros de distribuição para as linhas/ciclos de montagem. Esses AGVs recarregam automaticamente em uma estação, como um cortador de grama robótico.

Aproximadamente 300,000 contêineres estão em constante movimento na linha de produção. Quando um contêiner fica vazio, um funcionário puxa uma corda, o que aciona um novo transporte e, se necessário, uma viagem de elevador.

Na etapa final de montagem, realizada no galpão ao lado, um painel de instrumentos pré-montado fora da fábrica estava sendo inserido na carroceria do veículo elétrico por um funcionário, utilizando um manipulador, no momento da visita. A marca almeja que 55% dos veículos comerciais produzidos sejam totalmente elétricos até 2030. O ID. Buzz já está sendo entregue hoje aos seus novos proprietários com emissão zero de carbono.

O controle de qualidade é realizado por meio de câmeras e sensores. Além disso, todos os veículos são aspergidos com água para verificar vazamentos e passam por uma pista vibratória.

Grupo VW

O Grupo VW, com sede em Wolfsburg, Alemanha, engloba 10 marcas automotivas de cinco países europeus, além de outras marcas e divisões de negócios, incluindo serviços financeiros. De acordo com o Relatório Anual de 2022, o Grupo VW é um dos maiores empregadores do setor privado no mundo; incluindo as joint ventures na China, empregava 675,800 pessoas e gerou vendas de 279.2 bilhões de euros.

O Grupo VW Versão em Inglês

O Grupo VW Versão em alemão

Veículos pesados ​​VW (Volkswagen Nutzfahrzeuge VWN) 

Em Hanôver, Alemanha, Poznań e Września, Polônia, e Pacheco, Argentina, aproximadamente 24,000 funcionários produzem 13 milhões de veículos por ano, desde os modelos Transporter, Multivan, Caddy, Crafter e Amarok até o ID. Buzz e o California. A VWN é também a marca líder do Grupo VW em condução autônoma e serviços de mobilidade. 

Desde 1956, veículos são fabricados na planta principal em Hanôver, em duas linhas de produção, além de fundição e produção de componentes elétricos, empregando atualmente cerca de 13,000 pessoas. Em operação em três turnos, são produzidos cerca de 800 veículos por dia, desde 2022, dos modelos ID. Buzz, totalmente elétricos, para uso particular e comercial, Multivan, um híbrido plug-in para uso particular, e T6.1 "Bulli", desde furgão até motorhome (até 2024). A fábrica ocupa uma área de 1.1 milhão de m², dos quais 400,000 m² são de área construída. A planta conta com um total de 63 elevadores e diversas plataformas elevatórias. 

Volkswagen Nutzfahrzeuge VWN

Deutsche Aufzugstechnik GmbH (DAT) com SAM

DAT, com sede em Berlim, possui 14 filiais na Alemanha, além de dois escritórios regionais, incluindo o SAM. DAT Oferece tecnologia de elevadores para todos os tipos de edifícios e sistemas especiais para aplicações específicas, assistência técnica e reparos regionais de sistemas de elevadores de todos os fabricantes, além de modernização. 

Entre outras especialidades, a SAM fabrica elevadores de grande porte sob medida, com capacidade de carga de até 50,000 kg com carregamento por empilhadeira. As dimensões da cabine variam até 5 m x 25 m x 4 m (L x P x A); o equipamento inclui escotilhas de teto, escadas integradas, dispositivos de parada, semáforos, monitoramento do vestíbulo, sensores de medição de carga no piso, etc., e revestimentos de piso em chapa xadrez, aço inoxidável, aço galvanizado ou aço laminado. As portas da cabine e do pavimento estão disponíveis em versões reforçadas: as portas do pavimento também estão disponíveis como portas de elevação ou portas de enrolar. Na década de 1980, a SAM forneceu ao Japão o maior cilindro hidráulico monobloco do mundo, com diâmetro do pistão de 680 mm e comprimento de 35 m, segundo o Guinness Book of Records da época.  

Ricken trabalha na SAM há 35 anos. Sua formação inicial foi como desenhista técnico. Após migrar para o planejamento e projeto de elevadores, ele concluiu uma formação complementar como técnico mecânico. Atualmente, ele é gerente de filial e de engenharia. 

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