Low Cost Automation Würmer mit E-Ketten, Linearführungen und FTS automatisiert züchten

Deutschlands größte Wurmfarm hat arbeitsintensive Prozesse automatisiert. Wegen Wasser, Erde und Schmutz kommt es hierbei auf robuste Bauteile an. Der Firmenchef selbst hat die Maschinen konstruiert und mit möglichst geringen Kosten realisiert.

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Es riecht nach Erde und ein bisschen wie in einer Tierhandlung, wenn man den Betrieb der Familie Langhoff im rheinischen Düren betritt. Etwas unscheinbar mutet die erste Halle des Unternehmens an, es sieht nach einer Lagerhalle mit einer Logistikstation aus. Doch was sich hinter der ersten Halle befindet, ist umso spannender: Große Säcke voll mit Erde und unzählige weiße Kisten, die übereinander gestapelt sind. Was das soll? Das Unternehmen Superwurm züchtet in den weißen Kisten Riesen-Rotwürmer, auch Dendrobena Veneta genannt. Das Einsatzgebiet dieser Würmer ist vielfältig: Sie werden als Futterwürmer für Tiere, zur Jagd, beim Angeln, in Komposthaufen, Gärten und Gewächshäusern eingesetzt – und zwar weltweit.

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Die Idee zu einer Wurmfarm kam dem Firmengründer Martin Langhoff vor gut 20 Jahren als sein Sohn ihn fragte: „Papa, wie vermehren sich eigentlich Regenwürmer?“ Da Langhoff damals die Antwort nicht kannte, durchsuchte er das Internet und begann sich so intensiv mit dem Thema Regenwürmer auseinanderzusetzen. Anfangs noch in der eigenen Garage, starteten die Langhoffs mit der Regenwurm-Zucht durch. Aufgrund der großen Nachfrage nach Riesen-Rotwürmern, Wurmhumus, einem natürlichen Düngemittel aus den Ausscheidungen der Würmer, sowie den Wurmeiern, auch als Kokons bezeichnet, wuchs das Unternehmen schnell und siedelt sich in drei großen Hallen im Gewerbegebiet in Düren an. Doch nicht nur für die Wurmzucht hat Langhoff ein glückliches Händchen, als gelernter Industrieschlosser, Konstrukteur und IT-Spezialist machte es sich der Firmengründer vor etwa zehn Jahren zur Aufgabe, Maschinen für eine automatisierte Produktion selbst zu konstruieren. Dabei war Langhoff vor allem wichtig, die Maschinen mit robusten Komponenten zu einem akzeptablen Preis zu realisieren, um seine Zucht zu verbessern und effektiver zu machen. Heute übernehmen seine Maschinen Arbeitsschritte, die bislang sehr zeitaufwendig waren – wie das Füttern der Würmer oder das Zählen und Sortieren der Wurm-Kokons.

Als Langhoff den Fütterungs- und Bewässerungsprozess der Würmer teilautomatisieren wollte, suchte er nach Bauteilen, die unter erschwerten Einsatzbedingungen bei Schmutz, Erde und Feuchtigkeit zuverlässig und dauerhaft funktionieren. Die selbstgebaute Maschine wollte der Tüftler für den 24-Stunden-Betrieb auslegen. Außerdem sollten sie keine Schmierung benötigen, damit Würmer und Erde unbeschadet bleiben. Mit diesen Anforderungen wurde Langhoff auf Igus, Spezialist für Hochleistungspolymere, aufmerksam. Mittlerweile sind Drylin R-Quattroschlitten mit Vollkunststofflagern, die auf zwei parallelen Wellen gleiten, und E4 Energieketten seit zehn Jahren im Dauereinsatz. „Bis jetzt ohne Wartung, ohne Reinigung“, sagt Langhoff. Da jeder Wurmcontainer einmal pro Woche bewässert und die Erde mit Futter bestreut werden muss, entschied sich der Inhaber für eine vollständige Automatisierung und entwickelte eine neue Maschine. Mit einem Förderband sowie einem fahrerlosen Transportsystem (FTS) müssen monotone Arbeitsschritte nun nicht mehr in Vollzeit von einer Person übernommen werden. „Mit der neuen Anlage kann die Fütterung und Bewässerung rund um die Uhr durchgeführt werden, selbst bei Personalausfall. Zudem werden Fehler auf ein absolutes Minimum reduziert“, erklärt der Inhaber von Superwurm.

Das FTS holt die mit Erde und Würmern gefüllten Kisten stapelweise vom Lager und bringt diese zur Fütterungs- und Bewässerungsanlage. Dazu sind im FTS zwei parallel synchron angetriebene Drylin ZLW-Zahnriemenachsen inklusive Portalmittenantrieb verbaut, welche die Containerstapel auf einem Rollwagen in das Transportfahrzeug ziehen. Dafür waren Zahnriemenachsen mit Schrittmotoren notwendig, die 120 kg schwere Container ziehen können. Für die Bewegung der Zahnriemenachsen werden die Leitungen mit Hilfe einer E6 E-Kette geführt. Sind die Container vollständig in das FTS eingezogen, wird durch einen Igus Schrittmotor eine Schranke geschlossen, um beim Transport für zusätzliche Sicherheit zu sorgen. Nur dadurch sind eine CE-Kennzeichnung und eine Zulassung für die Nutzung im Betrieb möglich.

E-Kettensysteme

Wo Ketten in die Zukunft führen

Fahrerloses Transportsystem für Wurm-Fütterung

An der Fütterungs- und Bewässerungsanlage angekommen, fährt das FTF die Container zum ersten Roboter, der diese nacheinander vom Rollwagen-Stapel auf ein Fließband stellt. Dabei arbeitet er mit einem intelligenten Greifer, der die Position der Container erkennt, korrigiert und diese erst anhebt, wenn ein sicherer Griff garantiert ist. „Dafür brauchten wir kostengünstige, kompakte und leichte Bauteile“, erklärt Langhoff. Zum Auf- und Zufahren des Greifers werden Wellen in Igubal ESTM-Stehlagern gelagert. Sie halten dank speziellen Tribopolymeren hohen radialen Belastungen stand, sind selbstschmierend und wartungsfrei. Um die Leitungen bei den schnellen Bewegungen des Roboters sicher zu führen, wird eine Energiekette der Baureihe E4 eingesetzt. Zusätzlich kommen Igus Schrittmotoren mit Getriebe zum Einsatz, damit der Greifer die Container auf das Fließband bewegen kann. Auf dem Fließband werden die Container dann automatisch bewässert und es wird Futter auf die Erde gestreut. Besonders bei dieser Maschine gelangen Erde und Feuchtigkeit an die Lagerstellen. Da die Gleitelemente der Linearführungen aus Kunststoff mit inkorporierten Festschmierstoffen bestehen und somit keine zusätzliche Schmierung benötigen, gelangt kein Schmiermittel in die Erde oder zu den Würmern. Am anderen Ende des Fließbands hebt ein zweiter Roboter die bewässerten und gefütterten Container vom Fließband zurück auf einen Rollwagen, das FTS holt sie ab und fährt sie zurück ins Lager. Sollte der Akku vom FTS leer sein, fährt das Fahrzeug selbständig zur Ladestation und ist nach 30 Minuten wieder einsatzbereit. Nach der Optimierungsphase plant der Familienbetrieb ein zweites baugleiches FTS einzusetzen, um den Prozess zusätzlich zu beschleunigen.

Mit Antriebstechnik und E-Ketten nervige Arbeit automatisiert

Um die Würmer Hältern zu können, bietet Superwurm einen speziellen Eimer an. Bislang mussten in jeden Eimer große Belüftungslöcher gebohrt werden, die mit maßgefertigten Kunststoffsieben verklebt wurden. Das Bearbeiten der Eimer und Einkleben der Siebe bedeuteten für die Langhoffs einen hohen Zeit- und Kostenfaktor. Allein die selbstklebenden Siebe kosteten etwa 2.500 Euro pro Jahr. „Das Bohren der Eimer und Einkleben der Siebe war für uns immer eine sehr nervige Arbeit. Niemand mochte es gerne“, sagt Langhoff. Also machte er sich Gedanken, wie auch dieser Prozess verbessert werden könnte. Herausgekommen ist ein Rahmen, in den 40 Eimer gleichzeitig eingespannt werden können. „Nun sind nur noch zehn Minuten Umrüstzeit notwendig, um die Eimer in die Maschine einzusetzen“, merkt Langhoff an. Ein Dremel wird mit Hilfe eines Drylin-Portals bewegt und bohrt die Lüftungslöcher automatisiert in die Eimer. Gestützt werden die Wellen des Portals dabei von Igubal KSTM-Stehlagern, damit sie parallel synchronisiert werden können. Siebe für die Löcher werden nicht mehr benötigt, da der Dremel mit winzigen Löchern jetzt auch gleich das Firmenlogo in die Eimer bohrt. Bei der Konstruktion des Eimerbohrers stieß Martin Langhoff jedoch auf einige Schwierigkeiten. Für das Portal nutze er Drylin Zahnriemenachsen mit Schrittmotoren. Initiatoren und Achsenhalter wurden für die Anwendung passend zu den Konstruktionsprofilen ausgewählt. Der anfangs verwendete Schrittmotor für die vertikale Achse war zu schwach und konnte den Dremel nicht wie gewünscht bewegen. Mit dem Einbau eines größeren Motors war dieses Problem behoben. Auch bei dieser Maschine nutzen die Langhoffs die Vorteile der Energiekette Baureihe E4, die große Hübe ermöglicht.

Weiter automatisieren bei der Wurmzucht

Mit Würmern ein Geschäft zu machen wurde bereits weltweit erkannt, jedoch sind die meisten Wurmfarmen so gut wie gar nicht automatisiert. Die Langhoffs hingegen wollen künftig noch weiter automatisieren und so den aktuellen Stand verdoppeln. „Kleine Unternehmen müssen bezahlbare und einfache Automatisierungslösungen für Produktion und Lager nutzen, um mit den Großen mithalten zu können“, erklärt Martin Langhoff. Für ihn ein Grund mehr, die eigenen Entwicklungen auch anderen Unternehmen zur Verfügung zu stellen. Hierfür hat Langhoff die Firma Robcotec gegründet, um die selbst entwickelten Automatisierungslösungen anbieten zu können. Für die Zukunft sieht er weiteren Automatisierungsbedarf in seinem Betrieb. Langhoff verrät: „Die ersten Ideen habe ich schon im Kopf.“

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