Hubachse ZH90 für HV-Batterie
Hubachse ZH90 für HV-Batterie
E-MOBILITÄT / BATTERIEMONTAGE
Hochvoltbatterie handhaben: Manipulator und Hubachse für die Batteriemontage
Kurzantwort
Automobilwerke handhaben Hochvoltbatterien mit pendelfrei geführten Hubachsen und Manipulatoren mit batteriespezifischer Greifvorrichtung, nicht mit Kran, Seilzug oder von Hand. Die Zeilhofer Hubachse ZH90 hebt komplette HV-Batteriepacks bis 1.200 kg starr geführt, setzt sie mit einer Wiederholgenauigkeit unter ± 1 mm von unten in die Karosserie ein und hält die Last bei Druckabfall sicher. Für Batteriemodule und leere Pack-Gehäuse setzt Zeilhofer leichtere Manipulatoren mit Dreh- und Schwenkfunktion ein. Konstruktion und Fertigung erfolgen in Holzkirchen, zertifiziert nach ISO 9001 und TISAX Level 2 mit Prototypenschutz.
Das Wichtigste in Kürze
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Komplette HV-Batteriepacks wiegen je nach Fahrzeug 150 bis über 1.000 kg, Module 20 bis 80 kg.
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Für den Pack-Einbau in den Unterboden ist eine starre, pendelfreie Führung Pflicht, ein Kran oder Seilzug pendelt.
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Zeilhofer Hubachse ZH90: bis 1.200 kg, Wiederholgenauigkeit unter ± 1 mm, Lastsicherung bei Druckabfall.
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Drehen und Kippen vom Ladungsträger in die Einbaulage übernimmt die Greifvorrichtung oder die Zeilhofer Hub-Drehvorrichtung ZH.
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Anbindung an die Linien-SPS über Profinet, EtherCAT oder EtherNet/IP.
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CE-konform nach Maschinenrichtlinie, jährliche UVV-Prüfung nach DGUV Vorschrift 54, TISAX Level 2 für vertrauliche OEM-Projekte.
KAPITEL 01 / Montage
Typische Montagesituationen im Automobilwerk
Eine Hochvoltbatterie wird im Automobilwerk mehrfach bewegt: vom Ladungsträger in die Montagestation, in die richtige Lage gedreht und schließlich von unten in die Karosserie gefügt. Jede dieser Situationen stellt eigene Anforderungen an die Hebetechnik. Zeilhofer legt die Lösung deshalb immer auf den konkreten Arbeitsschritt aus.
Pack-Einbau
Batteriepack von unten in die Karosserie fügen
Der komplette Pack wird unter der Karosserie positioniert und senkrecht gefügt. Die Zeilhofer Hubachse ZH90 führt den Pack starr auf der Z-Achse, dämpft die Endlage elektronisch und erreicht die geforderte Fügetoleranz unter ± 1 mm.
Modul-Montage
Module in die Pack-Kassette einsetzen
Batteriemodule von 20 bis 80 kg werden im Takt in die Kassette gesetzt. Hier arbeitet ein leichter Manipulator, etwa der Zeilhofer Seil-Manipulator bis 150 kg, mit Schnellwechsel-Greifer.
Drehen und Kippen
Vom Ladungsträger in die Einbaulage
Packs und Gehäuse liegen auf dem Ladungsträger oft nicht in Einbaulage. Eine Greifvorrichtung mit Dreh- oder Kippeinheit oder die Zeilhofer Hub-Drehvorrichtung ZH bringt das Bauteil ohne Umgreifen in die richtige Position.
Gehäuse
Pack-Gehäuse greifen, drehen und schwenken
Leere Gehäuse sind leicht, aber sperrig und werden in hoher Frequenz bewegt. Ein Zeilhofer Greifer mit Dreh- und Schwenkfunktion macht jede Seite erreichbar, ohne dass der Werker das Bauteil hält.
Praxisbeispiel
Zeilhofer Hubachse ZH90 für Batteriemodule bis 800 kg in der PKW-Fertigung
In der Fahrzeugfertigung eines Automobilherstellers bewegt eine Zeilhofer Hubachse ZH90 mit projektspezifischer Greifvorrichtung Batteriemodule bis 800 kg pendelfrei. Ein Werker führt die Last allein und positioniert sie genau. Mehr dazu im Beitrag Batteriemodul-Handling in der E-Mobilität.
KAPITEL 02 / SICHERHEIT
SICHERHEITSANFORDERUNGEN AN DIE HEBETECHNIK
Das Handling einer Hochvoltbatterie unterliegt strengeren Vorgaben als jede andere Bauteilklasse in der Automobilmontage. Drei Risiken stehen im Vordergrund: thermische Beschädigung der Zellen durch Stöße, mechanische Verformung des Pack-Gehäuses, und Personenschutz bei einem möglichen Hochvolt-Lichtbogen. Die Hebetechnik muss diese Risiken konstruktiv ausschließen, nicht nur abfedern.
01 Pendelfreie Lastführung
Starre, mechanisch geführte Bewegung statt seilgeführter Schwingung. Kein Verkanten beim Einfügen, keine seitlichen Stöße auf das Pack-Gehäuse. Voraussetzung für die geforderte Fügetoleranz unter ± 1 mm.
03 Lastsicherung und Sicherung gegen Lösen
Pneumatische Zeilhofer Hubachsen sind mit Sicherheitsventilen ausgestattet, die ein ungewolltes Absenken bei Druckabfall verhindern. Eine mehrstufige Verriegelung verhindert, dass die Greifvorrichtung den Pack unbeabsichtigt freigibt.
02 Stoß- und Vibrationsfreiheit
Lastaufnahme und -abgabe ohne Beschleunigungsspitzen. Schock-Empfindlichkeit der Lithium-Ionen-Zellen erfordert sanftes, kontrolliertes Absetzen mit elektronisch gedämpfter Endlage.
04 Compliance und Zertifizierung
CE-konform nach Maschinenrichtlinie 2006/42/EG. UVV-Prüfung jährlich nach DGUV Vorschrift 54. Bei OEM-Linien zusätzlich Audits nach VDA 6.3 und TISAX. Dokumentation und Rückverfolgbarkeit über die gesamte Lebensdauer.
Detaillierter Compliance-Überblick im Ratgeber UVV-Prüfung für Hebehilfen.
KAPITEL 03 / LASTBEREICHE
LASTBEREICHE NACH FAHRZEUGTYP
Das Gewicht einer Hochvoltbatterie skaliert mit Fahrzeugklasse und Reichweite. Vom Kleinwagen-Akkupack bis zum Hochvoltspeicher eines E-Trucks reicht das Spektrum von 150 kg bis weit über 1.000 kg. Die Auslegung der Hebetechnik orientiert sich an der höchsten zu erwartenden Last plus Sicherheitsreserve.
01 PKW (Kompakt- und Mittelklasse)
E-Kleinwagen, Plug-in-Hybride und Mittelklasse-EVs. Akkupacks sind meist Flachbauweise und werden von unten in die Karosserie eingesetzt. Standardanwendung für Hubachsen mit pendelfreier Z-Führung.
Lastbereich: 150 bis 500 kg
03 Bus, LKW und Nutzfahrzeuge
E-Busse, Verteiler-LKW und elektrische Sattelzugmaschinen. Modulare Pack-Systeme mit mehreren Einzelpacks oder ein zentrales Großmodul. Anspruchsvolle Handhabung wegen Größe und Gewicht.
Lastbereich: 800–1.200 kg
02 PKW (Premium und SUV)
Premium-EVs, große SUVs und Performance-Modelle mit längeren Reichweiten. Größere Pack-Geometrie, höhere Energiedichte. Hubachse ZH90 mit Doppelhub im Standardeinsatz.
Lastbereich: 500 bis 800 kg
04 Industrie und stationäre Speicher
Stationäre Energiespeicher, Gabelstapler-Batterien, Bahn- und Schiffsantriebe. Lastbereich stark anwendungsabhängig. Häufig kombinierte Hub- und Schwenkbewegungen über die Hubachse ZH90 Flex-Arm.
Lastbereich: 200–1.200 kg+
Mehr zur leistungsstärksten Lösung im Zeilhofer Programm: Hubachse ZH90, Tragkraft bis 1.200 kg, pendelfreie Z-Führung, Made in Germany.
KAPITEL 04 / HANDLING-TYPEN
BAUTEILE-HANDLING-TYPEN IM DETAIL
In der Batteriemontage gibt es drei klar unterscheidbare Handling-Aufgaben mit jeweils eigener Hebetechnik-Anforderung. Die Auswahl der Hubachse, des Greifprinzips und der Vorrichtung richtet sich nach Bauteilgröße, Fügetoleranz und Taktzeit. In modernen Linien werden oft mehrere Typen parallel betrieben.
01 MODUL
Batteriemodul-Handling
Einzelne Batteriemodule werden in die Pack-Kassette eingesetzt. Hohe Frequenz, kurze Taktzeiten, mittlere Last. Häufig mit Seil-Manipulator oder leichter Hubachse plus standardisiertem Schnellwechsel-Greifer.
Traglast: 20–80 kg · Toleranz: ± 1 mm
02 PACK
Akkupack-Handling
Komplette Hochvoltbatterie wird in die Karosserie gefügt meist von unten in den Underbody. Pendelfreie Z-Führung, präzise Endlage, sanftes Absetzen. Standardanwendung der Hubachse ZH90 mit projektspezifischer Greifvorrichtung.
Traglast: 200–1.200 kg · Toleranz: ± 1 mm
03 FRAME
Pack-Gehäuse- und Frame-Handling
Leeres Pack-Gehäuse oder geschweißter Akku-Frame vor der Modulbestückung. Sperrige Geometrie, geringe Last im Vergleich zum vollen Pack. Häufig mit Vakuumgreifer oder mechanischer Vier-Punkt-Aufnahme.
Traglast: 30–150 kg · Toleranz: ± 2 mm
Für kombinierte Hub- und Schwenkbewegungen empfehlen wir die Hubachse ZH90 Flex-Arm: lineare Z-Führung kombiniert mit Gelenkarm für komplexe Fügesituationen.
KAPITEL 05 / VERGLEICH
Hubachse, Manipulator, Vakuumheber, Hubtisch oder Kran?
Für Hochvoltbatterien kommen im Markt verschiedene Gerätearten zum Einsatz. Entscheidend ist, ob die Last starr geführt wird, ob sie außermittig gegriffen werden kann und ob die Bewegung in den Linientakt eingebunden werden muss.
Hubachse
Starr geführt, pendelfrei, auch außermittige Lasten. Die Zeilhofer Hubachse ZH90 trägt bis 1.200 kg und eignet sich für den Pack-Einbau in den Unterboden.
Batterie-Hubtisch
Bewährt in Werkstatt und Service für Ein- und Ausbau. In der Serienlinie fehlen meist die geführte Positionierung im Takt und die SPS-Anbindung.
Gelenk-Manipulator
Starrer Gelenkarm mit Arbeitsradius bis 4,5 m. Der Zeilhofer Gelenk-Manipulator trägt bis 800 kg und eignet sich für Module, Gehäuse und Bewegungen mit Schwenkanteil.
Kran und Kettenzug
Hohe Tragkraft, aber die Last pendelt am Seil. Für eine Fügetoleranz unter ± 1 mm und stoßempfindliche Zellen ungeeignet.
Vakuum-Schlauchheber
Schnell bei glatten, leichten Teilen. Bei schweren Packs mit unebener Oberfläche und außermittigem Schwerpunkt fehlt die starre Führung für das genaue Fügen.
Roboter
Sinnvoll bei vollautomatischen Linien mit sehr hohen Stückzahlen. Bei Variantenvielfalt und Werkerführung ist ein Manipulator meist wirtschaftlicher.
Mehr dazu in den Ratgebern Schlauchheber oder Vorrichtung? und Automatisierung ohne Roboter.
KAPITEL 06 / TECHNIK
TECHNISCHE ANFORDERUNGEN AN DIE HEBETECHNIK
Hochvoltbatterien stellen Anforderungen, die deutlich über das Standardmaß einer Hebehilfe hinausgehen. Drei Dimensionen sind kritisch: Präzision beim Fügen, Geschwindigkeit im Taktbetrieb, und Anschlussfähigkeit an die Linien-Infrastruktur des OEMs.
01 PRÄZISION
Präzision & Genauigkeit
Wiederholgenauigkeit unter ± 1 mm, sanftes Einsetzen mit elektronisch gedämpfter Endlage. Mechanisch starre Z-Führung, kein Pendeln. Optional Servounterstützung für millimetergenaue Endposition.
02 TAKT
Geschwindigkeit & Taktzeit
Hubgeschwindigkeit auf die Linientaktung abgestimmt. Programmierbare Bewegungsprofile mit definierter Beschleunigung und Endpositions-Annäherung. Schnittstelle zur Linien-SPS für synchronen Betrieb.
03 ANSCHLUSS
Anschluss & Umgebung
Druckluft, 24-V-Steuerstrom und SPS-Schnittstelle (Profinet, EtherCAT, EtherNet/IP). Auf Wunsch ESD-konforme Ausführung und Reinraumtauglichkeit für Zellfertigung. Wartungszugänge ohne Linienstillstand.
Detaillierter Vergleich der Antriebskonzepte: Pneumatisch oder elektrisch heben. Mehr zur leistungsstärksten Hubachse: Hubachse ZH90.
KAPITEL 07 / BRANCHEN
BRANCHEN UND EINSATZGEBIETE
E-Mobility ist die Treiber-Branche für Hochvoltbatterie-Handling, aber längst nicht die einzige. Zeilhofer beliefert OEMs, Tier-1-Zulieferer und stationäre Energiespeicher-Hersteller weltweit. Jedes Marktsegment hat eigene Anforderungen an Last, Taktung und Compliance.
OEM PKW
Endmontage von E-Autos und Plug-in-Hybriden in den großen Automobilwerken. Hochfrequente Pack-Montage in die Karosserie.
Zellfertigung
Lithium-Ionen-Zellenproduktion mit höchsten Reinraum-Anforderungen. ESD-Schutz, Partikelfreiheit, vollelektrische Antriebe ohne Druckluft.
Service und Reparatur
After-Sales-Service in Werkstätten und Service-Centern. Ein- und Ausbau einzelner Packs oder Module zur Diagnose, Reparatur oder zum Austausch.
Nutzfahrzeuge
E-Busse, Verteiler-LKW, E-Trucks und elektrische Sattelzugmaschinen. Häufig modulare Pack-Systeme mit Mehrfach-Handling pro Fahrzeug.
Stationäre Energiespeicher
Großspeicher für Stromnetze, Solar- und Wind-Speicherung, USV-Anlagen. Sehr schwere Packs, oft modular skaliert auf MWh-Niveau.
Recycling und Second-Life
Demontage von End-of-Life-Batterien, Modulauslese für Second-Life-Anwendungen, Vorbereitung der Zellen für stoffliches Recycling.
Tier-1-Zulieferer
Batteriesystem-Hersteller, die komplette HV-Packs an OEMs liefern. Zell-zu-Modul-, Modul-zu-Pack- und Pack-Endmontage in einer Produktionsstätte.
Bahn und Marine
Hybrid- und vollelektrische Antriebe für Züge, Fähren und Spezialschiffe. Großpacks mit spezifischen Klassifizierungs- und Sicherheitsanforderungen.
Branche nicht dabei? Auch Sondereinsätze in Forschung & Entwicklung, Prüfstand-Bau oder Sondermaschinenbau sind möglich. → Beratung anfragen
KAPITEL 08 / AUSWAHL
AUSWAHLKRITERIEN
Die richtige Hebetechnik für Hochvoltbatterie-Handling ergibt sich aus sechs systematischen Auswahlpunkten. Zeilhofer klärt diese Punkte in der Erstberatung und liefert ein abgestimmtes Konzept aus Hubachse, Greifvorrichtung und Steuerung.
01 Bauteil und Lastfall
Modul, Pack oder Frame? Welcher Lasttyp, welches Gewicht, welche Abmessungen? Daraus ergeben sich die Auslegung der Hubachse und das Greifprinzip der Vorrichtung.
02 Fügetoleranz
Wie eng sind die Fügetoleranzen im Karosseriebau? Welche Endlagengenauigkeit fordert die Konstruktion? Wiederholgenauigkeit und Endlagendämpfung werden danach dimensioniert.
03 Taktzeit und Frequenz
Wie viele Pack-Montagen pro Stunde, pro Schicht, pro Jahr? Daraus ergeben sich Antriebskonzept, Wartungsintervalle und Anforderungen an Schnellwechsel-Aufnahmen.
04 Anschluss und Schnittstellen
Druckluftversorgung, SPS-Schnittstelle, Linien-Integration. Profinet, EtherCAT, EtherNet/IP oder vollständig autarker Betrieb? Linien-Synchronisation muss von Anfang an mitgedacht werden.
05 Sicherheit und Lastsicherung
Welche Sicherheitsstufe nach Maschinenrichtlinie? Lastsicherung bei Druckabfall, Notabschaltung, Endlagenbegrenzung. Bei OEM-Linien zusätzlich VDA 6.3 und TISAX.
06 Arbeitsumgebung
Reinraum, ESD-Zone, klassische Montagehalle? Daraus ergeben sich Materialwahl, Oberflächenbehandlung, Schutzart und elektrische Ausführung.
KAPITEL 09 / PROJEKTABLAUF
VOM KONZEPT ZUR LIEFERUNG
Jedes Hochvoltbatterie-Projekt mit Zeilhofer folgt einem strukturierten Ablauf, von der ersten technischen Beratung bis zur Inbetriebnahme an der Produktionslinie. Konstruktion und Fertigung erfolgen zentral in Holzkirchen, Deutschland, Inbetriebnahme weltweit beim Kunden.
01 Technische Erstberatung
Analyse von Bauteil, Lastfall, Fügetoleranz, Taktzeit und Linien-Integration. Klärung der Sicherheits- und Compliance-Anforderungen mit OEM-Spezifikation. Kostenfrei und unverbindlich.
02 Individuelles Konzept
Konstruktionskonzept inklusive Hubachsen-Auslegung, projektspezifischer Greifvorrichtung, Steuerung und SPS-Schnittstelle. Verbindliches Angebot mit Liefertermin und Inbetriebnahme-Bedingungen.
03 Konstruktion und Fertigung
Engineering und Fertigung in Holzkirchen, Deutschland. Eigene Konstrukteure und Techniker. ISO 9001 und TISAX Level 2 zertifiziert mit Prototypenschutz. Made in Germany.
04 Montage und Inbetriebnahme
Montage an der Produktionslinie, Schulung der Bediener und Inbetriebnahme durch eigene Techniker, weltweit in über 50 Ländern. Optional Wartungsvertrag und Ersatzteilversorgung über die gesamte Lebensdauer.
KAPITEL 10 / KOSTEN
KOSTEN UND FINANZIERUNG
Eine Hubachsen-Lösung für die HV-Batteriemontage wird auf Pack, Fügeprozess und Linie ausgelegt. Komplexe Hubachsen-Lösungen mit individueller Greifvorrichtung und Automatisierungsanteil reichen bis etwa 150.000 Euro. Nach der Prozessanalyse erhalten Sie einen Festpreis. Die Preislogik erklärt der Ratgeber Was kostet ein Manipulator?, Leasing und Mietkauf über Würth Leasing der Ratgeber Hebehilfen leasen und finanzieren.
FAQ / Q&A
HÄUFIGE FRAGEN
01 Welche Hebetechnik nutzen Automobilwerke für Hochvoltbatterien?
Für komplette Packs pendelfrei geführte Hubachsen mit batteriespezifischer Greifvorrichtung, für Module und Gehäuse leichtere Manipulatoren. Die Zeilhofer Hubachse ZH90 hebt HV-Batteriepacks bis 1.200 kg und setzt sie mit einer Wiederholgenauigkeit unter ± 1 mm in die Karosserie ein.
02 Wie schwer ist eine Fahrzeugbatterie?
Ein Hochvoltspeicher wiegt je nach Fahrzeugklasse 150 bis 500 kg im Kompaktwagen, 500 bis 800 kg im Premium-SUV und 800 bis 1.200 kg bei Bussen und Lkw. Einzelne Module wiegen 20 bis 80 kg.
03 Warum ist pendelfreie Führung hier wichtig?
Ein schwingender Speicher lässt sich nicht präzise fügen und kann beim Einsetzen verkanten. Eine starre, pendelfreie Lastführung verhindert das und schützt die empfindlichen Zellen.
04 Welches Zeilhofer-System eignet sich dafür?
Die Hubachse ZH90 mit projektspezifischer Greifvorrichtung. Sie trägt bis 1.200 kg, führt die Last pendelfrei und positioniert millimetergenau.
05 Lässt sich die Batterie beim Handling drehen oder kippen?
Ja. Die Greifvorrichtung wird bei Bedarf mit Dreh- oder Kippeinheit ausgeführt. Für schwere Bauteile setzt Zeilhofer die Hub-Drehvorrichtung ZH ein, die Pack oder Gehäuse vom Ladungsträger in die Einbaulage bringt.
06 Wird die Greifvorrichtung individuell entwickelt?
Ja. Die Vorrichtung wird exakt auf den jeweiligen Speichertyp und den Montageprozess ausgelegt und als Komplettlösung aus einer Hand geliefert.
07 Welche Sicherheitsanforderungen gelten beim Hochvoltbatterie-Handling?
Hebetechnik für HV-Batterien muss CE-konform nach Maschinenrichtlinie 2006/42/EG sein, einer jährlichen UVV-Prüfung nach DGUV Vorschrift 54 unterliegen und bei OEM-Linien zusätzlich VDA 6.3 und TISAX erfüllen. Zeilhofer ist nach ISO 9001 und TISAX Level 2 mit Prototypenschutz zertifiziert.
08 Welche Schnittstellen zur Linien-SPS sind möglich?
Standardmäßig Profinet, EtherCAT und EtherNet/IP. Auf Wunsch auch Profibus, CC-Link IE oder kundenspezifische Protokolle. Die Hubachse wird mit der Linien-Steuerung synchronisiert für taktgenaue Pack-Montage.
09 Eignet sich die Hubachse ZH90 auch für die Zellfertigung?
Ja, in vollelektrischer Ausführung. Ohne Druckluft, mit ESD-konformer Ausstattung und Reinraumtauglichkeit. Ideal für die anspruchsvollen Anforderungen der Lithium-Ionen-Zellenproduktion.
10 Wo werden Zeilhofer-Lösungen für HV-Batterie-Handling hergestellt?
Konstruktion und Fertigung erfolgen in Holzkirchen, Deutschland. Inbetriebnahme weltweit beim Kunden in über 50 Ländern. Made in Germany, ISO 9001 und TISAX Level 2 zertifiziert.
BEGRIFFE
SYNONYME UND VERWANDTE BEGRIFFE
Die Hochvoltbatterie wird im technischen Sprachgebrauch auch bezeichnet als Hochvoltspeicher, HV-Speicher, HV-Batterie, Traktionsbatterie, Akkupack, Batteriepack oder Batteriemodul (für die kleinere Baugruppe). Eine spezielle Form sind Wechselakkus und Range-Extender-Batterien.
Verwandte Bauteile sind das Pack-Gehäuse (auch Akku-Frame oder Battery Tray), die Batterie-Zelle als kleinste Einheit und das BMS (Battery Management System) als elektronische Steuerung. Im englischsprachigen Raum verbreitet als high-voltage battery, HV battery, traction battery, battery pack oder EV battery.
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