Hubachse ZH90 im Schienensystem: Vorrichtungen in der Fahrzeugmontage per Seilzug rufen
Aktualisiert: vor 23 Stunden
Eine Montagevorrichtung für die Fahrzeugmontage wiegt schnell 85 bis 400 kg und muss an jedem Fahrzeug exakt an der richtigen Stelle sitzen. Die Hubachse ZH90 im Schienensystem trägt diese Last an einer Deckenschiene über der Station. Der Werker ruft die Vorrichtung per Seilzug, arbeitet mit ihr in Balance und schickt sie mit einem weiteren Zug zurück in die verriegelte Parkposition.
Zeilhofer Handhabungstechnik aus Holzkirchen hat drei solcher Hubachsen für die Montagelinie eines Automobilherstellers ausgelegt. Dieser Beitrag zeigt den Arbeitsablauf an der Station, die Technik dahinter und worauf es bei der Auslegung ankommt.
Das Wichtigste in Kürze
Drei Hubachsen ZH90 im Schienensystem tragen kundeneigene Montagevorrichtungen von rund 85 bis 400 kg.
Der Werker ruft die Vorrichtung per Seilzug, sie senkt sich auf eine fest eingestellte Höhe und schaltet automatisch in Balance.
Die Vorrichtung wird über einen Flansch angeschraubt, ein Kreuzgelenk passt den Anbindungswinkel um plus/minus 10 Grad an.
In der Parkposition ist die Vorrichtung oben mechanisch verriegelt, die Station ist frei für das nächste Fahrzeug.
Drei Stationen teilen sich dieselbe Bauart, Bedienung und Ersatzteile, angepasst sind nur Hubbereich und Auslegung.
Was ist eine Hubachse im Schienensystem?
Eine Hubachse ist eine Hebehilfe, die Lasten starr und pendelfrei in der senkrechten Z-Achse führt. Im Schienensystem hängt sie nicht an einer Säule, sondern über einen Laufwagen an einer Deckenschiene. So lässt sie sich entlang der Schiene verfahren, und der Boden unter ihr bleibt frei. Wie sich Hubachse, Hubsäule und Manipulator unterscheiden, erklärt der Beitrag Hubsäule, Hubachse oder Manipulator.
Die Hubachse ZH90 im Praxisbeispiel besteht aus diesen Baugruppen:
Laufwagen: Aluminium-Leichtbauweise auf einer doppelten Längsschiene, mit Langlöchern zum Einstellen des Drehwinkels.
Z-Hubeinheit: Leichtbau-Hubeinheit mit integriertem Pneumatik-Hubsystem, verschleißarmen Führungsprofilen und einstellbaren Rollenköpfen für hohe Querkräfte und Drehmomente.
Balanciersteuerung: 2-Kreis-Leichtlaufbalanciersteuerung mit automatischer Umschaltung vom Leergewicht auf das Lastgewicht.
Anbindung: Flanschplatte mit Kreuzgelenk für die Vorrichtung des Kunden.
Energieversorgung: Energiekette mit Wanne seitlich an der Schiene, damit Schläuche und Kabel nicht im Arbeitsbereich hängen.
Wichtig ist die Abgrenzung: Ein Seil-Manipulator an der Deckenschiene balanciert die Last über ein Seil und ist schnell, die Last kann aber pendeln. Die Hubachse führt die Vorrichtung starr. Das ist entscheidend, wenn eine schwere Vorrichtung exakt am Fahrzeug angesetzt werden muss.
Warum schwere Montagevorrichtungen an der Linie eine Belastung sind
Montagevorrichtungen sind schwer, sperrig und müssen viele Male pro Schicht bewegt werden. Ohne Hebehilfe wird jede Station mit einer solchen Vorrichtung aus ergonomischer Sicht kritisch.
Gewicht: Vorrichtungen von 85 bis 400 kg lassen sich von Hand weder heben noch halten.
Wiederholrate: Die Vorrichtung wird an jedem Fahrzeug eingesetzt, Schicht für Schicht.
Genauigkeit: Sie muss in Höhe und Winkel exakt zum stehenden Fahrzeug passen.
Freie Station: Zwischen zwei Fahrzeugen muss der Bereich frei sein, die Vorrichtung braucht also einen sicheren Parkplatz.
Risiko für das Fahrzeug: Eine pendelnde oder unkontrollierte Last beschädigt Lack und Karosserie.
Die Folgen manueller Lastenhandhabung sind messbar: Muskel-Skelett-Erkrankungen gehören zu den häufigsten Ursachen für Ausfalltage in der Produktion. Was das kostet, zeigt der Beitrag Muskel-Skelett-Erkrankungen in der Produktion.
Rechtlicher Rahmen und aktuelle Lage
In Deutschland verpflichtet die Lastenhandhabungsverordnung Arbeitgeber, Gefährdungen beim Heben und Tragen zu beurteilen und mit technischen Mitteln zu verringern. Welche Lasten als kritisch gelten, erklärt der Beitrag Wie viel kg darf man heben?
Ab dem 20. Januar 2027 gilt die EU-Maschinenverordnung (EU) 2023/1230 und ersetzt die Maschinenrichtlinie. Was das für Ihre Produktion bedeutet, fasst der Beitrag EU-Maschinenverordnung 2027: Ergonomie-Pflichten zusammen. Einen kompakten Überblick bietet unser kostenloses Whitepaper Hebehilfen 2027.
Dazu kommt der Personalmangel. Laut dem Fachkräftereport des Instituts der deutschen Wirtschaft lag die Fachkräftelücke in Deutschland im Juni 2026 bei rund 383.000 rechnerisch nicht besetzbaren Stellen, während die Automobilindustrie schwächelt. Wer mit knappem Personal produziert, braucht Stationen, an denen erfahrene Werker lange gesund arbeiten und neue Kollegen schnell sicher werden.
Die Ausgangslage im Praxisbeispiel
In einer Montagelinie eines Automobilherstellers sollten drei Stationen mit Hebehilfen ausgestattet werden. An jeder Station arbeitet der Werker mit einer eigenen, vom Kunden konstruierten Montagevorrichtung am stehenden Fahrzeug.
Aus dem Lastenheft ergaben sich folgende Anforderungen:
Drei Vorrichtungen mit unterschiedlichem Gewicht und unterschiedlichem Hubbereich, aber einheitlicher Technik.
Anbindung der Kundenvorrichtungen über eine definierte Flanschschnittstelle.
Aufhängung an einer Deckenschiene, damit das Fahrzeug ungehindert ein- und ausfahren kann.
Einfache Bedienung ohne Bedienpult, Arbeitshöhe fest eingestellt und wiederholgenau.
Sichere Parkposition mit Rückmeldung an die Anlagensteuerung.
Gleiche Funktionsweise wie bei einer bereits laufenden Anwendung im Werk.
Der Arbeitsablauf an der Station in sechs Schritten
Die Hubachse ist für einen festen Ablauf im Takt konzipiert. Der Werker braucht dafür nur den Seilzug und seine Hände an der Vorrichtung.
Einfahren: Das Fahrzeug fährt in die Station ein und bleibt in definierter Position stehen.
Rufen: Der Werker zieht am Seilzug. Die Vorrichtung verlässt die Parkposition und senkt sich auf eine fest eingestellte Z-Höhe ab.
Balance: Bei Erreichen dieser Höhe schaltet die Hubachse automatisch in Balance. Die Vorrichtung schwebt.
Arbeiten: Der Werker übernimmt die Vorrichtung in ergonomischer Höhe und führt seine Arbeiten am Fahrzeug aus.
Ausfahren: Nach Abschluss führt er die Vorrichtung aus dem Z-Arbeitsbereich heraus.
Parken: Ein erneuter Zug am Seil hebt die Vorrichtung an. In der obersten Stellung wird sie mechanisch verriegelt, die Station ist frei für das nächste Fahrzeug.
Balance: die Vorrichtung wird nahezu schwerelos
Entscheidend ist Schritt 3. Die 2-Kreis-Leichtlaufbalanciersteuerung schaltet automatisch vom eingestellten Leergewicht auf das Lastgewicht um. Der Werker spürt das Gewicht der Vorrichtung praktisch nicht mehr und führt sie mit geringer Handkraft, starr und pendelfrei. Ein Ausgleichszylinder mit stufenloser manueller Regelung erlaubt die Feinabstimmung der Hubbewegung, eine Endlagendämpfung bremst sanft ab.
Die Schnittstelle: Flansch und Kreuzgelenk
Die Kundenvorrichtung wird über eine Flanschplatte angeschraubt, deren Abmessung mit dem Kunden abgestimmt wird. Ein Kreuzgelenk stellt den Anbindungswinkel um plus/minus 10 Grad in X und Y ein, die Hauptachse lässt sich um plus/minus 10 Grad drehen. Eine pneumatische Bremse verhindert das Verdrehen der Trägereinheit. Bringt der Kunde keine eigene Vorrichtung mit, konstruiert Zeilhofer sie selbst, siehe Individuelle Greifer und Vorrichtungen.
Bedienung, Energie und Signale
Gerufen und geparkt wird über einen Seilzug, eine Positionsanzeige zeigt die Arbeitsstellung. Wer statt Seilzug Taster oder Griffe bevorzugt, findet die Möglichkeiten unter Steuerung. Eine elektrische Abfrage der obersten Hubstellung liefert ein Signal, das der Betreiber in seine Anlagensteuerung einbinden kann.
Die Hubachse arbeitet pneumatisch mit 6 bar Betriebsdruck und braucht öl- und partikelfreie Druckluft nach DIN ISO 8573-1. Eine Vorfiltereinheit mit Mikropartikelfilter und Ölabscheider ist integriert. Der Luftverbrauch liegt bei 20,5 Normlitern je Doppelhub, die Geräuschentwicklung unter 70 dB. Wann pneumatisch und wann elektrisch die bessere Wahl ist, zeigt der Ratgeber Antrieb pneumatisch oder elektrisch.
Drei Stationen, eine Basis
Alle drei Hubachsen teilen sich dieselbe Bauart, dieselbe Bedienung und dieselben Ersatzteile. Angepasst sind nur Hubbereich und Auslegung auf das jeweilige Vorrichtungsgewicht.
Station | Gewicht der Vorrichtung | Hubbereich (Unterkante Schiene bis Unterkante Flansch) |
|---|---|---|
Station 1 | ca. 400 kg | 970 bis 2.580 mm |
Station 2 | ca. 235 kg | 770 bis 2.290 mm |
Station 3 | ca. 85 kg | 1.070 bis 1.855 mm |
Das Spurmaß der Schiene beträgt bei allen drei Anlagen 915 mm. Die Profile sind aus silbereloxiertem Aluminium, Anbauteile verzinkt. Dauerluft und geschaltete Leitungen sind farblich getrennt, das erleichtert die Instandhaltung.
Lösungen im Vergleich: Hubachse, Kran, Seil-Manipulator und Roboter
Für schwere Vorrichtungen an einer Montagestation kommen grundsätzlich mehrere Lösungen infrage. Sie unterscheiden sich vor allem darin, wer das Gewicht trägt und wie genau die Last geführt wird.
Kettenzug oder Kran
Ein Kettenzug oder Kran nimmt das Gewicht ab, ist aber langsam, und die Last pendelt am Haken. Für das exakte Ansetzen einer Vorrichtung am Fahrzeug fehlt die starre Führung.
Seil-Manipulator
Ein Seil-Manipulator ist schnell und deckt große Flächen ab, führt die Last aber am Seil. Für leichte Teile ist das ideal, für schwere Vorrichtungen mit genauer Position am Fahrzeug weniger. Mehr dazu im Beitrag Was ist ein Seilbalancer?
Gelenk-Manipulator
Ein Gelenk-Manipulator führt starr und kann Lasten zusätzlich schwenken und drehen. An einer festen Säule braucht er aber Bodenfläche an der Station. Welche Lösung besser passt, zeigt der Vergleich Hubachse oder Manipulator.
Industrieroboter und Cobot
Ein Roboter braucht Schutzeinrichtungen, Programmierung und eine aufwendige Integration. Cobots sind in Traglast begrenzt und für Vorrichtungen von mehreren hundert Kilogramm nicht ausgelegt. Mehr dazu im Ratgeber Manipulator oder Cobot?
Hubachse im Schienensystem
Die Hubachse trägt das komplette Gewicht, der Mensch führt mit Auge und Hand. Sie hält den Boden frei, arbeitet ohne Programmierung und bleibt flexibel, wenn sich Vorrichtung oder Ablauf ändern. Dieses Prinzip beschreibt der Ratgeber Teilautomatisiertes Handling.
Sicherheit, Prüfung und Betrieb
Hebehilfen in der Serienfertigung müssen sicher konstruiert, regelmäßig geprüft und zuverlässig betreut werden. Die Hubachse ZH90 im Praxisbeispiel bringt dafür folgende Funktionen mit:
Energieausfall: Ein Druckluftspeicher mit Rückschlagventil hält genug Luft vor, um den laufenden Arbeitszyklus sicher zu beenden.
Lösesicherung: Die Vorrichtung lässt sich erst nach sicherem Absetzen und völliger Entlastung lösen.
Lastabriss und Schlauchbruch: Eine Sicherheitseinrichtung verhindert das Hochschnellen der Achse, zusätzliche Rückschlagventile sichern bei Schlauchbruch.
Absturz und Überlast: Eine mechanische Absturzsicherung ist integriert, die Überlastsicherung ist ab Werk eingestellt und verplombt.
Absperrung: Ein Handabsperrventil trennt die Achse vom Hallennetz.
CE-Konformität: Ausführung nach Maschinenrichtlinie 2006/42/EG, EN ISO 12100 und DIN EN 14238, mit Risikobeurteilung, Konformitätserklärung und Betriebsanleitung.
Dokumentation: Unterlagen sind über einen passwortgeschützten QR-Code direkt an der Anlage abrufbar.
UVV-Prüfung: Hebehilfen werden regelmäßig geprüft. Ablauf und Fristen erklärt der Ratgeber UVV-Prüfung für Hebehilfen.
Service: Wartung, Originalersatzteile und technische Unterstützung bietet unser Service.
Checkliste: Hubachse im Schienensystem auslegen
Mit diesen zehn Punkten lässt sich eine Hubachse für eine Montagestation sauber anfragen und auslegen:
Vorrichtungsgewicht: Gewicht der kompletten Vorrichtung inklusive aller Anbauteile und Varianten.
Schwerpunkt: Lage des Schwerpunkts zur Flanschplatte, entscheidend für Auslegung und Führung.
Hubbereich: Unterster und oberster Punkt, gemessen von Unterkante Schiene bis Unterkante Flansch.
Deckenhöhe und Stahlbau: Tragfähigkeit für die Schiene und Freiheit von Störkonturen für den Hub.
Schienensystem: Vorhandene oder neue Schiene, Spurmaß und benötigter Verfahrweg.
Druckluft: Druck und Qualität an der Station, öl- und partikelfrei.
Ausrichtung: Benötigte Winkel und Toleranzen zwischen Vorrichtung und Fahrzeug.
Bedienkonzept: Seilzug, Taster oder Bedienelemente am Griff, dazu die Arbeitshöhe.
Signale: Welche Rückmeldungen die Anlagensteuerung braucht, etwa Endlage oben.
Prüf- und Wartungskonzept: UVV-Prüfung, Wartungsintervalle, Ersatzteilversorgung.
Welche Kosten auf Sie zukommen, erklärt der Ratgeber Was kostet ein Manipulator? Wie schnell sich eine Hebehilfe rechnet, zeigt Amortisation einer Hebehilfe berechnen. Alternativ zur Investition können Sie über Leasing oder Mietkauf finanzieren.
So läuft ein Projekt mit Zeilhofer ab
Von der Anfrage bis zur laufenden Anlage begleitet Zeilhofer das Projekt aus einer Hand. Seit 1999 hat das Unternehmen über 2.500 Anlagen in 18 Branchen geliefert, an Kunden in über 50 Ländern.
Lastenheft und Vor-Ort-Termin: Aufnahme von Vorrichtung, Station, Stahlbau und Layout direkt in der Halle.
Konzept: Auslegung von Hubachse, Schienensystem und Schnittstelle zur Vorrichtung.
Konstruktion und Fertigung: Engineering und Fertigung in Holzkirchen, Deutschland, nach ISO 9001.
Vorabnahme: Test im Werk in Holzkirchen oder digital per Video.
Montage und Inbetriebnahme: Durch Zeilhofer oder durch den Kunden selbst, inklusive Dokumentation.
Service: UVV-Prüfung, Wartung und Ersatzteile über die gesamte Nutzungsdauer.
Gerade in der Automobilindustrie zählt Vertraulichkeit. Zeilhofer ist nach ISO 9001 und TISAX Level 2 mit Prototypenschutz zertifiziert. Was das bedeutet, erklärt der Beitrag Was ist TISAX?
Glossar
Hubachse: Hebehilfe, die Lasten starr und pendelfrei in der senkrechten Achse führt. Weitere Begriffe im Handling-Lexikon.
Schienensystem: Deckenschiene mit Laufwagen, an der die Hubachse hängt und verfahren wird.
Spurmaß: Abstand der beiden Schienen einer doppelten Längsschiene.
Flanschplatte: Mechanische Schnittstelle, an die die Vorrichtung angeschraubt wird.
Kreuzgelenk: Gelenk zur Einstellung des Anbindungswinkels in zwei Achsen.
Balance: Zustand, in dem die Steuerung das Gewicht der Last ausgleicht und der Werker sie mit geringer Kraft führt.
Z-Achse: Senkrechte Bewegungsachse der Hubachse.
Endlagendämpfung: Abbremsen der Hubbewegung kurz vor der Endstellung.
Druckluftspeicher: Reservoir, das bei Energieausfall das sichere Beenden des Arbeitszyklus ermöglicht.
Lastaufnahmemittel: Bauteilspezifische Vorrichtung oder Greifer am Handhabungsgerät, etwa an Manipulator, Hubachse oder Hebelift.
Häufige Fragen
Was ist eine Hubachse im Schienensystem?
Eine Hubachse im Schienensystem ist eine vertikale Hebehilfe, die über einen Laufwagen an einer Deckenschiene hängt. Sie führt die Last starr und pendelfrei in der Z-Achse und lässt sich entlang der Schiene verfahren. Der Boden an der Station bleibt frei, etwa für Fahrzeuge in einer Montagelinie.
Wie viel kann die Hubachse ZH90 tragen?
Die Hubachse ZH90 von Zeilhofer trägt bis zu 1.200 kg. Jede Anlage wird auf das tatsächliche Gewicht der Vorrichtung und den benötigten Hubbereich ausgelegt.
Kann ich meine eigene Vorrichtung an die Hubachse montieren?
Ja. Die Hubachse endet in einer Flanschplatte, deren Abmessung mit Ihnen abgestimmt wird. Ein Kreuzgelenk stellt den Anbindungswinkel um plus/minus 10 Grad in X und Y ein, die Hauptachse lässt sich zusätzlich um plus/minus 10 Grad drehen. Auf Wunsch konstruiert Zeilhofer die Vorrichtung auch selbst.
Wie wird die Hubachse an der Station bedient?
Über einen Seilzug. Ein Zug ruft die Vorrichtung aus der Parkposition auf die eingestellte Arbeitshöhe, dort schaltet die Achse in Balance. Nach der Arbeit holt ein erneuter Zug die Vorrichtung nach oben, wo sie mechanisch verriegelt wird.
Was bedeutet, dass die Hubachse in Balance schaltet?
In Balance gleicht die Steuerung das Gewicht der Vorrichtung pneumatisch aus. Eine 2-Kreis-Leichtlaufbalanciersteuerung schaltet dazu automatisch vom Leergewicht auf das Lastgewicht um. Der Werker führt die Vorrichtung dann mit geringer Handkraft, als wäre sie nahezu schwerelos.
Was passiert bei einem Druckluftausfall?
Ein Druckluftspeicher mit Rückschlagventil hält genug Luft vor, um den laufenden Arbeitszyklus sicher zu beenden. Zusätzliche Rückschlagventile sichern bei Schlauchbruch, eine mechanische Absturzsicherung ist integriert.
Lässt sich die Hubachse in die Anlagensteuerung einbinden?
Ja. Eine elektrische Abfrage meldet, wenn die Achse in der obersten Stellung verriegelt ist. Dieses Signal kann der Betreiber in seine Linien- oder Stationssteuerung einbinden, zum Beispiel als Bedingung für die Weiterfahrt des Fahrzeugs.
Lässt sich eine Hubachse im Schienensystem in eine bestehende Linie nachrüsten?
In vielen Fällen ja. Voraussetzung sind eine tragfähige Struktur für die Schiene, ausreichend Höhe ohne Störkonturen im Stahlbau und öl- und partikelfreie Druckluft. Diese Punkte klärt Zeilhofer bei einem Vor-Ort-Termin.
Ist eine Hebehilfe ab 2027 Pflicht?
Eine generelle Pflicht für eine bestimmte Hebehilfe gibt es nicht. Arbeitgeber müssen Gefährdungen beim Heben aber beurteilen und verringern. Ab dem 20. Januar 2027 gilt zudem die EU-Maschinenverordnung (EU) 2023/1230 für neu in Verkehr gebrachte Maschinen.
Ihre Anwendung: schwere Vorrichtungen ergonomisch an die Linie bringen
Sie planen eine neue Station in der Montage oder wollen eine bestehende ergonomischer gestalten? Wir legen die Hubachse auf Ihre Vorrichtung, Ihren Hubbereich und Ihren Ablauf aus. Rufen Sie uns an unter +49 (0)8024 / 46330-60 oder senden Sie uns Ihre Anfrage.
Mehr Praxisbeispiele aus der Fahrzeugproduktion finden Sie im Ratgeber Hebehilfen für die Automobilendmontage und unter Handhabungstechnik für die Automobilindustrie. Weitere Anwendungen der Hubachse ZH90: PKW-Sitzmontage, Cockpitmodule, Fahrzeugachsen sowie Anhängerkupplungen in der Serienfertigung. Einen Überblick über alle 18 Branchen bietet die Seite Anwendungen.
Mehr zum Produkt: Der Hebelift ZH ist die mobile Hebehilfe mit Akku von Zeilhofer, ausgelegt auf Ihr Bauteil.
