Projektbeispiele

Eine Übersicht von Referenzprojekten bzw. Projektbeispiele aus unterschiedlichen Fachgebieten. Für eine kategorisierte Ansicht der Projektbeispiele rufen Sie bitte die Seite Projektreferenzen auf.

Montagestationen

Für einen Kunden, der Produktionslinien im Automobilbereich entwickelt, wurden Montagestationen für eine Doppelkupplung entworfen und konstruiert.

Die Doppelscheibenkupplung sollte in mehreren Prozessschritten an verschiedenen Stationen montiert werden. Die Montagevorgänge waren dabei im Wesentlichen Füge- bzw. Pressvorgänge, die entweder manuell oder teilautomatisch ausgeführt werden sollten. An den zu erstellenden Stationen sollten die notwendigen Bauteile bevorratet werden und zwischen den Stationen sollten die teilfertigen Baugruppen auf einem Transfersystem verfahren werden. An den einzelnen Stationen sollte jeweils die ID des empfangenen Werkstückträgers ausgelesen und die absolvierten Fertigungsschritte gespeichert werden.

Der Entwurf und die Konstruktion wurden auf mehrere Teams aufgeteilt, die jeweilige Montagestationen vollständig übernommen haben. Nach anfänglicher Abstimmung zu einheitlicher Datenhandhabung, Konstruktionsrichtlinie und den Schnittstellen wurde die Montagestationen entworfen und konstruiert. Für mehrere Stationen konnten Wiederholbaugruppen entworfen werden, da sich bestimmte Merkmale an den einzelnen Stationen wiederholten.

Bauraumuntersuchung Generatorleistungsschalter

In einem Kohlekraftwerk sollte ein Generatorleistungsschalter (hier zur Anschauung ein vergleichbares Produkt von Siemens) nachgerüstet werden, was aufgrund des Bauzustands des bereits langjährig bestehenden Kraftwerks und der Größe des Generatorleistungsschalters mit erhöhtem Planungsaufwand verbunden war. Ältere Bestandsanlagen weisen häufig undokumentierte Veränderungen ggü. dem Zeichnungsstand auf, so dass für anstehende Umbauten oder Erneuerungen unbedingt eine Erfassung des Bauzustands vorgenommen werden sollte.

Es musste daher eine Bauraumuntersuchung für den Generatorleistungsschalter durchgeführt werden, um die Erneuerungsmaßnahme effizient umsetzen zu können. Es wurde kundenseitig (der Kunde war der Betreiber des Kraftwerks) festgelegt, an welcher Stelle der Generatorleistungsschalter eingebaut werden sollte. Um den Bauraum freizumachen, mussten verschiedene Rohrleitungssysteme umgelegt werden.

Zu diesem Zweck wurde eine As-Built-Aufnahme vorgenommen (Fotos und 3D-Scan, die Scandaten wurden vom Kunden zur Verfügung gestellt und mussten nur noch verarbeitet werden) und sämtliche Systeme im Bauraum wurden erfasst. Die Bewegungsvorgänge zum Antransport und der Montage des Generatorleistungsschalters wurden geplant und visualisiert, um die Grundlage für die finale Ausführungsplanung zu schaffen. Es wurden mögliche Varianten von Rohrleitungsführungen erstellt und die favorisierte Maßnahme auf Grundlage der Umbauaufwände und Massenermittlungen ausgewählt.

Die Bauraumuntersuchung Generatorleistungsschalter wurde zur Bestandserfassung vor Ort im Kraftwerk durchgeführt und anschließend in enger Abstimmung mit dem Kunden planungsseitig ausgearbeitet. Die erarbeiteten Unterlagen dienten dabei als Bestandteil des Lastenhefts, mit dem der Kunde die Ausführung der Arbeiten bei verschiedenen Anbietern angefragt hat.

Formatverstellung für eine Wickelmaschine

Für einen Kunden, der Hersteller von Bandmaterialien ist, wurde an einer Maschine eine Formatverstellung für eine Wickelmaschine entwickelt.

Die Wickelmaschine wird mit einer breiten Rolle von Bandmaterial beladen, dass mit mehreren Messern auf kleinere Bandbreiten geschnitten und an einzelnen Stationen aufgewickelt wird. Je nach Breite der einzelnen Bänder ändern sich an der Maschine die Bandverläufe, so dass auch die Führungsrollen bei einem Formatwechsel nachgestellt werden müssen. Dies wurde bislang durch seitlich verschiebliche Führungsrollen gelöst, die in ihrer jeweiligen Position arretiert wurden. Die Zielpositionen mussten jeweils ausgemessen und eingestellt werden.

Zur Vereinfachung dieses Vorgangs wurde eine Mechanik entwickelt, die in mehreren Lagen übereinander Führungsrollen auf verstellbaren Hebelarmen tragen konnte. Die Anordnung wurde so gewählt, dass der Winkel der Hebelarme zum Bandverlauf geändert werden konnte. Der relevante Abstand der Führungsrollen war der projizierte Abstand der Führungsrollen in Richtung des Bandverlaufs.

Der Mechanismus wurde so aufgebaut, dass eine Verstellung per Handrad und ein Ablesen der gewünschten Zielposition möglich war. Für einzelne Sonderfälle ließ sich der Mechanismus noch um weitere, ansteckbare Elemente erweitern. Das Projekt beinhaltete sowohl den Entwurf der Formatverstellung für die Wickelmaschine als auch die Konstruktion und Erstellung von Fertigungsunterlagen.

Transfersystem Wickeltrommeln

Für eine Reifenwickelmaschine sollte ein Transfersystem entworfen werden, dass die Wickeltrommeln zwischen verschiedenen Arbeitspositionen verfährt. Es wurde eine Konzeptstudie erstellt, in der die grundlegenden Anforderungen und die wesentlichen Herausforderungen herausgearbeitet wurden.

Die Energieversorgung des Systems sollte kontaktlos erfolgen, da durch die Beweglichkeit der Transporteinheiten keine feste Kabelverbindung möglich war. Die umsetzbare Leistung einer induktiven Energieübertragung war jedoch zu gering, um die Leistungsspitzen beim Anfahren der Transporteinheiten abzudecken. Daher musste die Energie auf den Transporteinheiten zwischengespeichert werden, wozu Ultracaps eingesetzt werden sollten.

Die Arbeitspositionen waren entlang zweier Schienensysteme angeordnet, die Transporteinheiten konnten durch ein quer transportierendes Shuttle ihre Schiene wechseln. Zusätzlich musste eine Art „Abstellgleis“ eingeplant werden, um Transporteinheiten in Reserve vorhalten zu können. Diese konnten im Bedarfsfall dem Arbeitszyklus zugeführt werden, während andere gewartet wurden.

Zum Konzept wurde ein erstes Mengengerüst erstellt, um die Kosten für das Gesamtsystem abschätzen zu können.

Antriebskonzept Spiralfroster

Ein existierender Spiralfroster (hier eine beispielhafte Abbildung), der in der lebensmittelverarbeitenden Industrie eingesetzt wurde, zeigte im Betrieb mehrere konzeptionelle Schwächen. Der vorhandene Aufbau war durch einen zentralen Antrieb charakterisiert, der mit einem großen Untersetzungsgetriebe das Antriebsmoment auf die Tragstruktur des wendelförmig umlaufendenen Fördergurts übertrug. Durch die extremen klimatischen Anforderungen ist das Getriebe nach kurzer Zeit ausgefallen und ein Austausch war mit einer kompletten Demontage des Spiralfrosters verbunden.

Im Rahmen einer Konzeptstudie zur Produktverbesserung wurden verschiedene alternative Möglichkeiten des Antriebs erarbeitet und hinsichtlich ihrer Eignung untersucht. Dabei wurde u.a. die Verlegung der wartungsrelevanten Antriebskomponenten außerhalb der Kühlzone als auch der Einsatz von mehreren, voneinander unabhängigen Antrieben untersucht. Gemeinsam mit dem Kunden wurden Workshops zur Ideenfindung und Ideenbewertung durchgeführt und eine abschließende Empfehlung für den anzuschließenden Entwurf und die Erprobung erarbeitet.

Schienensystem

Für einen Montagevorgang im Flugzeugbau musste ein Schienensystem entworfen, ausgelegt und konstruiert werden.

In größeren Flugzeugen gibt es für die Flugzeugbesatzung sogenannte Cabin Crew Rest Compartments (CCRC), auch Cabin Crew Rest Areas genannt. Es handelt sich dabei im Prinzip um Schlafkabinen. Diese werden als vorgefertigte Einheiten im Flugzeug eingebaut. Ein CCRC ist zu groß und zu schwer, um im Flugzeug von Hand bewegt werden zu können, gleichzeitig ist der Einsatz bspw. eines Staplers nicht möglich, da es während es Montagevorgangs keinen ebenen Boden gibt.

Für die Montage des CCRC wurde ein Schienensystem entworfen. Das Schienensystem beinhaltet zwei Laufkatzen, an denen mit einer Traverse das CCRC befestigt ist. Das Schienensystem wird mit Spannelementen an den Spanten des Flugzeugs befestigt. Im Zuge des Entwurfs zeigte sich, dass das Finden geeigneter Positionen mit erheblichem Aufwand verbunden war, da viel Störgeometrie im Weg war und zusätzlich die Materialstärke der Flugzeugspante variierte. Es mussten daher mehr individuelle Klemmelemente entworfen werden.

Das CCRC wurde mit Kettenzügen angehoben und dann mit den Laufkatzen von Hand verfahren. Das gesamte Schienensystem war zerlegbar und konnte in Transportkisten verstaut werden.

Abgasbehandlungsanlage

Für einen Systemlieferanten für industrielle Abgasbehandlungsanlagen wurde die Planung und Konstruktion von Rohrleitungsverläufen, Apparaten und stahlbaulichen Komponenten für eine aus einer DeNOx-Anlage und einem Elektrofilter bestehenden Abgasbehandlungsanlage des Steinkohlekraftwerks Datteln 4 übernommen (Ausführungsplanung der Abgasbehandlungsanlage).

Für die einzelnen Komponenten wurden jeweils nach verfahrenstechnischer Vorgabe die Aufstellungsorte festgelegt und konstruktive Anpassungen vorgenommen. Dabei war der Umgang mit sehr großen, da die Gesamtanlage umfassenden, CAD-Modellen erforderlich. Aus konstruktiver Sicht wurde hierbei der Fokus auf Rahmen- und Traggerüste und Montagekonzepte sowie Zugänglichkeit für Revisionen gelegt.

In der DeNOx-Anlage wandeln Katalysatoren die Stickoxide mittels Ammoniak in Wasser und Stickstoff um, im Elektrofilter (ESP, steht für Electrostatic Precipitator) wird die Flugasche abgeschieden und anschließend in einem Aschebunker gesammelt.

Die Umsetzung des Projekts erfolgte als Konstruktionsdienstleistung in enger Abstimmung mit dem Kunden.

Studie AKW-Schutzeinrichtung

Im Zuge der geplanten Laufzeitverlängerung für Kernkraftwerke sollten für diese verschiedene Ertüchtigungsmaßnahmen erarbeitet und umgesetzt werden.

Eine Studie zu den Folgewirkungen eines Flugzeugabsturzes auf ein spezifisches Atomkraftwerk hatte gezeigt, dass Teile des Reaktors größeren Kraftauswirkungen ausgesetzt sein könnten, so dass mit austretender Radioaktivität zu rechnen gewesen wäre. Insbesondere der Bereich des Reaktordeckels sollte geschützt werden.

Es wurden mehrere Lösungsansätze erarbeitet und hinsichtlich ihrer Eignung untersucht. Dabei wurde sowohl die technische Machbarkeit als auch die wirtschaftlichen Erfordernisse berücksichtigt. Eine zentrale Anforderung war, dass die zu entwerfende Schutzeinrichtung zum einen die sehr großen äußeren Belastungen aufnehmen muss, als auch der Zugang zum Reaktor, z.B. für den Brennstabwechsel, weiterhin möglich sein muss.

Favorisiert wurde eine Schutzkonstruktion (geschweißte Stahlstruktur), die die gesamte Energie durch plastische Formänderung aufnehmen konnte. Dies bedeutete, dass die Schutzeinrichtung mit Erfüllung ihres Zwecks zerstört wurde. Das war angesichts der sehr hohen äußeren Belastungen auch wirtschaftlich sinnvoll. Eine alternative Lösung, die aus einer starren Struktur bestand, die auf Dämpfern aufgesetzt war, wäre mit wesentlich höherem Aufwand verbunden gewesen.

Die Schutzeinrichtung wurde so weit entworfen, dass ein dynamischer FEM-Nachweis durchgeführt werden konnte und ein Abschlussbericht zum erarbeiteten Konzept erstellt werden konnte.

Wasserstoffverteilsystem für eine APU

Wasserstoff-APU

Erarbeitung der technischen und normativen Anforderungen an ein Wasserstoffverteilsystem für eine APU (Auxiliary Power Unit) auf Basis einer Brennstoffzelle. Das System wurde mit den Hauptelementen vom Kunden definiert, so dass das Hauptaugenmerk auf den Schnittstellen zu den einzelnen Komponenten sowie der Leitungsführung im System lag.

Entwurf der notwendigen Leitungen, der Verteilerleiste sowie diverser Fittings und Anschlussadapter sowie anschließende Konstruktion und Erstellung der Fertigungsunterlagen. Begleitung der Prototypenfertigung.

Ausgeführt wurde die Konstruktion überwiegend mit metallisch dichtenden Verbindungen (Kugel-Kegel-Prinzip), eine Verbindung, die sich in Hochdruckanwendungen wie z.B. Common-Rail-Diesel, bewährt hat.

Interface Coordination für externes Engineering

Für einen Kunden im Bereich Automotive wurde zur Entlastung der Konstruktionsabteilung ein externes Team von Konstrukteuren aufgebaut (Offshoring). Hierbei wurde die

  • Klärung der technischen Schnittstellen für den Datenexport und -import aus Teamcenter/Siemens NX übernommen sowie
  • die Workflows und Formulare für die Vergabe von Arbeitspaketen erarbeitet, weiterhin erfolgte die
  • organisatorische und fachliche Betreuung der externen Konstrukteure sowie die
  • Qualitätsprüfung der Arbeitsergebnisse und das
  • Projektcontrolling auf Basis der einzelnen Arbeitspakete.

Das Projektteam war international und die fachliche und organisatorische Abstimmung erfolgte auf Englisch. Die im Rahmen der Arbeitspaketen umgesetzten Tätigkeiten waren Konstruktion und Zeichnungserstellung, die Interface Coordination hat sich auf das Projektmanagement fokussiert.