Konstruktionselemente Baukasten für Ingenieure

Mit Aluminium-Systembauelemente lassen sich schnell und kostengünstig neue Fertigungs- und Montagelinien aufbauen. Fertigungs- und Montageeinrichtungen, also der traditionelle Sondermaschinenbau,...

Anbieter zum Thema

Schages GmbH & Co.KG

Franke GmbH

isel Germany GmbH

Fertigungs- und Montageeinrichtungen, also der traditionelle Sondermaschinenbau, müssen schnell und flexibel aufgebaut sein. Starre Strukturen, wie sie noch vor Jahren üblich waren, die gibt es nicht mehr. Grund dafür sind häufige Modell- oder Typenwechsel sowie die technische Vielfalt und Ausführungsvarianten der zu fertigenden oder montierenden Produkte. Gerade für solche Anlagen eignen sich so genannte Systembauelemente die heute meist aus Aluminium bestehen.Die Verwendung von nicht standardisierten Bauteilen wäre zu teuer und würde einen hohen Bearbeitungsaufwand bedeuten. So mussten früher Profile, Träger und Bleche zu einer Anlage zusammen konstruiert werden, die Teile geschnitten, gebohrt, gefräst, gedreht, gebogen und verschweißt oder verschraubt werden. Danach folgte meist eine Oberflächenbehandlung und anschließend eine aufwändige Montage der Einzelteile. Änderungswünsche waren in jener Zeit mit hohem Aufwand verbunden, wenn überhaupt möglich. Es galt – Kosten und Arbeitsaufwand mussten gesenkt, die Flexibilität gesteigert werden.Diese Forderungen können heute mit Systembauelemente realisiert werden. Beispielhaft soll hier die Containerbauweise des Item-MB-Systembaukastens genannt werden. Bei dieser Lösung übernimmt der Containerrahmen vollständig die tragende Funktion. Dieser wird aus abgelängten, standardisierten Aluminiumprofilen mit Hilfe der entsprechenden Verbindungstechnik montiert. Ablängen, Bohren und Gewindeschneiden sind dabei die einzigen maschinengebundenen Arbeitsvorgänge wofür keinerlei kostenintensive Spezialmaschinen erforderlich sind. Aus einem einfachen System heraus entstand damit im Laufe der Zeit ein umfangreicher Systembaukasten mit dem Konstruktionen vom einfachen Tisch bis hin zu komplexen Montageeinrichtungen oder 3-Achs-Handlingsystemen mit einem hohen Anteil an Dynamikelementen möglich sind.In diese Konstruktionen können anschließend die Aggregate integriert werden, wobei durch Verschraubung in den längskontinuierlichen Nuten und Nutensteinen die Flexibilität erhalten bleibt. Dabei wird auf Standardkomponenten des MB-Systembaukastens zugegriffen die einsatzfertig zur Verfügung stehen. Die Profile sind wegen ihrer harten keramischen Eloxaloberfläche äußerst robust und gegen kleinere Stöße resistent.Der Konstrukteur kann durch die Verwendung eines solchen Systembaukastens eine Menge Zeit und Geld sparen, weil bei der Verwendung der Systemteile zeitintensive Bearbeitungsvorgänge entfallen. Dies trifft natürlich in erster Linie auf die Durchlaufzeiten in der Fertigung zu. Aber selbst in der Planungsphase beeinflusst der Entwickler die Kostensenkung. Denn die Komponenten des Systembaukastens werden als Teilebibliothek für verschiedene CAD-Systeme in Unterschiedlichen Datenformaten vom Anbieter bereitgestellt. Speziell für die im Sondermaschinenbau weit verbreitete Software Autocad wurde das Modul Quick & Easy entwickelt, das die dreidimensionale Darstellung und Einbindung der Komponenten in Konstruktionen ermöglicht. Damit wird zeitgleich mit der Konstruktion eine Stückliste erstellt, so dass die erforderlichen Bauteile auch direkt bestellt und in die Kalkulation einfließen können. Darüber hinaus sind in der Stückliste zusätzlich die notwendigen Bearbeitungsschritte für die einzelnen Elemente aufgeführt und unterstützen so auch die Arbeitsvorbereitung.Die Infrastruktur ist in die Konstruktionsprofile integriertZiel eines jeden Systembaukastens ist es, möglichst viele unterschiedliche Aufgaben mit den enthaltenen Standardelementen zu realisieren. Zudem müssen alle Elemente universell einsetzbar sein. Als Einzelstücke haben sie keine spezielle Funktionen. Erst in der Verwendung mit anderen Elementen werden sie für spezielle Lösungen funktionsfähig. Wie so etwas aussehen kann, das zeigt eine Lösung die beim Hubschrauberhersteller Eurocopter realisiert wurde.Außer anderen Standorten verfügt das Unternehmen auch in Donauwörth über eine Fertigungsstätte wo Hubschrauber-Bauteile und -Baugruppen montiert werden. Der Betriebsmittelbau von Eurocopter suchte dafür nach einer offenen Lösung im Hinblick auf unterschiedliche Montageeinrichtungen. Auf Grund des günstigen Wärmeausdehnungsverhaltens in alle drei Profilrichtungen sowie durch eine leichte Erhöhung in den Nuten der Profilaussenseiten viel die Entscheidung für die Verwendung von Aluminium-Systembauteilen. Mit dem MB-System gelang es, die gewünschte offene Konstruktion für eine leichtere Montage zu erreichen. Die notwendige Stabilität lässt dabei keine Wünsche offen und die Montagevorrichtung bietet einen ebenerdigen Zugang. Diese Lösung führte auch dazu, dass beispielsweise Leitungen für die Druckluft nicht mehr innerhalb der Gestelle verlegt werden mussten. Die Funktion von Leitungen übernehmen nun die hohlen Systemprofile. Säulenführungen, Prismen oder Pneumatikmotoren lassen sich jederzeit problemlos und je nach Bedarf adaptieren. So sind marginale Veränderungen an der Montagelinie jederzeit und rasch möglich. Der Griff zur Systemlösung sparte dem Anwender Eurocopter 25% der sonst üblichen Kosten ein.In einem anderen Fall griff der Betriebsmittelbau bei Porsche auf die MB-Systemlösung zu. Dort mussten zwei Montagelinien für die Motoren des 911 und Boxter erneuert werden. Diese wurden in nur acht Monaten realisiert. Möglich war dies durch Verwendung der Baukastenlösung, die für bis zu 10 t Gewicht ausgelegt werden musste. Das damit geschaffene Grundgestell wird von einer Stahl-Führungsschiene umfasst, die mit dem Grundgestell verschraubt ist und zur Aufnahme der Motorenwagen dient. Obwohl das Montageband große Lasten aufnehmen muss, die sich zusätzlich bewegen, vermittelt es durch den Einsatz der Aluminium-Profile den Eindruck einer Leichtbauweise.Vorteile zeigen sich vor allem in den Motor- und Kommissionierwagen, die ebenfalls zum Teil aus den Item-Elementen bestehen. Beide fahren freihängend an einem Band. Dabei können die Motorwagen jeder zeit und an jeder Bandposition in ihrer Höhe verstellt werden. Für Monteure an den Schraubstationen ist dies gerade aus ergonomischer Sicht eine erhebliche Arbeitserleichterung. Die Einsparpotenziale zu bisherigen Lösungen beziffert der Anwender auf 20%.