Projektbeispiele

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

Befüll- und Entleerkonzepte

Ausgangsbasis für dieses Projekt war die Entwicklung eines neuartigen Speichersystems für einen Massenstrom von empfindlichen Produkten. Der Massenstrom wurde in dem Speichersystem nach dem FiFo-Prinzip gespeichert, die Kapazität des Speichers war variabel.

Da der Speicher an umliegende Maschinen angeschlossen werden sollte, die unterschiedliche Ein- und Ausgangshöhen aufweisen konnten, musste der Speicher über vertikale Förderstrecken verfügen. Sobald eine vertikale Förderstrecke im laufenden Betrieb gefüllt war, funktionierte die Förderung des Produktstroms auch fehlerfrei. Beim Anfahren bzw. Befüllen und Leerfahren ergaben sich jedoch Zustände, in denen der Produktstrom nicht mehr als kompakte „Endlosschlange“ bewegt werden konnte, sondern in denen sich die Produkte mangels fehlender Unterstützung chaotisch in dem Förderer verteilten.

Es wurden verschiedene Möglichkeiten erarbeitet und hinsichtlich ihrer Umsetzbarkeit bewertet. Die Lösungsbandbreite variierte dabei von einem einfachen Schwamm (oder Molch), den man entweder vor oder nach dem Produktstrom platzierte, bis zu verschiedenen zusätzlichen Klappen, die man in die Förderstrecken einplanen konnte.

Modularisierung Verholwinden

Für einen Kunden, der Systemlieferant für schiffbauliche Ausrüstung, u.a. für Verholwinden, ist, wurde ein Konzept für eine Modularisierung umgesetzt. Ziel der Modularisierung war es, die Aufwände für die auftragsbezogene Konstruktion (engineering to order) zu reduzieren und dem technischen Vertrieb die Möglichkeit zu geben, aus einem Konfigurator bereits vordefinierte Varianten von Winden verwenden zu können.

Es wurde kundenseitig ein Prototyp für eine Verholwinde entworfen und erprobt, die als Ausgangsbasis für alle weiteren Varianten verwendet wurde. Die marktseitig geforderten Baugrößen und Varianten wurden eruiert und die Grenzen des „Systembaukastens“ festgelegt.

Zur Umsetzung des Variantenbaukastens in CAD musste die Machbarkeit des Modellaufbaus im gewünschten System Solidworks untersucht werden. Hierfür wurden verschiedene Bauteile angelegt und so parametrisiert, dass sie alle erforderlichen Zustände annehmen konnten, die für die Umsetzung der gewünschten Konfigurationen erforderlich waren.

Die Produktstruktur wurde entworfen und die Schnittstellen festgelegt. Auslegung, Entwurf und Konstruktion erfolgten, ausgehend von der größten Baugröße (größte Zugkraft) hin zu den kleiner werdenden Varianten. Dabei mussten auch baugrößenbedingte Sprünge im Design berücksichtigt werden. Zeitgleich zur Konstruktion der einzelnen Varianten wurden zwei unterschiedliche Windendesigns, die aus unterschiedlichen Produktgruppen stammten, harmonisiert.

Abschließend erfolgte die technische Dokumentation (technische Zeichnungen, Stücklisten, Auslegungsdokumente).

Kratzförderer

Im Kundenunternehmen zeigten sich bei einem kürzlich entwickelten Kratzförderer einige konzeptionelle Schwächen. So war z.B. der Antrieb zu schwach ausgelegt, um einen kontinuierlichen Förderbetrieb zu gewährleisten. Darüber hinaus gab es Bereiche, in denen sich Teile des geförderten Materials ansammelten und zu weiteren Reibungsverlusten im Förderer führten.

Der Förderer war so gestaltete, dass er auf Rollen verfahren werden konnte. Jedoch zeigte sich, dass, sobald er von seiner Arbeitsposition weggefahren wurde, eine starke Kopflastigkeit. Es bestand also die Gefahr, dass der gesamte Förderer bei Wartungsarbeiten umfallen und das Personal gefährden könnte.

Auf Basis der bisherigen Unterlagen wurde ein Redesign aufgenommen, dass u.a. darin bestand, die Antriebe größer zu dimensionieren. Darüber hinaus wurden an mehreren Stellen Abweisebleche vorgesehen, die Materialreste des Förderguts gezielt in eine Auffangwanne lenken. Die Kopflastigkeit konnte durch verschiedene konstruktive Änderungen, u.a. eine Verbreiterung des Achsabstands der Transportrollen, behoben werden.

Speicher für Produkt­strom

Ein Systemanbieter für Produktionsmaschinen wollte sein Produktportfolion um einen neuen Maschinentyp erweitern. Es sollte sich dabei um ein Speichersystem handeln. Das letzte, vergleichbare Entwicklungsprojekt lag bereits einige Jahre zurück und das in dem Rahmen entstandene Produkt war technisch aufwändig und kostenintensiv sowohl in der Anschaffung als auch im Betrieb. Darüber hinaus war die für das aktuelle Projekt geplante Speicherkapazität deutlich kleiner, so dass das bisherige Maschinenkonzept dafür zu aufwändig war.

Die grundlegende intralogistische Problemstellung bestand daraus, dass sowohl der eingehende Produktstrom als auch der ausgehende Produktstrom variabel waren und gleichzeitig nach dem First-in-First-Out-Prinzip (FiFo) gespeichert werden sollte. Vor der Ideenfindung wurde eine Patentrecherche und eine Recherche zu am Markt verfügbaren Maschinen durchgeführt, die vergleichbare Einsatzzwecke hatten.

In verschiedenen Kreativ-Sessions, unter anderem in Form von Workshops, gemeinsam mit dem Kunden, wurden verschiedene Lösungsansätze für das Gesamtsystem und bereits für Teilsysteme entworfen. Die Lösungsmenge wurde stark eingeschränkt, da der Produktstrom empfindlich gegen Beschleunigungen, Vibrationen, Umlenkungen und generellen Kontakt war.

Es wurde ein Lösungsansatz ausgewählt, der in ein detailliertes Konzept überführt wurde. Anschließend wurde der Entwurf erarbeitet und ein Prototyp des Speichersystems entwickelt.

Behälterspeicher

Für eine intralogistische Problemstellung sollte ein Speichersystem entwickelt werden, das in der Lage ist, Behälter einer bestimmten Größe nach dem FiFo-Prinzip mit variabler Speicherkapazität aufzunehmen. Die Behälter enthielten Produkte, die empfindlich gegenüber Lageänderungen, Vibrationen, Stöße und Beschleunigungen waren.

Es wurden geeignete Entwicklungsmethoden ausgewählt und Lösungsprinzipien entwickelt. Während des gesamten Entwicklungsprozesses wurde eine ausführliche Entwicklungsdokumentation geführt, um im Bedarfsfall an vorherige Stände anknüpfen zu können.

Die Entwicklung des Systems begann mit der Aufstellung der grundlegenden Funktionsstruktur. Nachdem die mindestens erforderlichen Funktionen definiert waren, konnte das System entworfen werden. Trotz verschiedener innovativer Lösungsansätze stellte sich heraus, dass ein klassischer Regalspeicher mit Regalbediengerät den anderen Lösungen hinsichtlich Performance und Bauraum überlegen war. Es zeigte sich auch, dass die Bewegungsabläufe innerhalb des Speichersystems ohne Ablaufsimulationen nicht zu überblicken waren. Die dann durchgeführten Simulationen lieferten Vorgaben für die notwendige Performance der Unterbaugruppen und Antriebe. Das entwickelte System verfügte über ein Leerbehältermanagement (also im Prinzip zwei Behälterkreisläufe, einmal gefüllte und einmal entleerte) inkl. einer Reinigungseinrichtung.

Im weiteren Auswahlprozess wurden für die jeweiligen Unterbaugruppen Lösungen entwickelt, ausgewählt und zu einem Gesamtsystem zusammengestellt. Es wurde eine Versuchsmaschine entwickelt, an der die Kinematik des Systems und das Verhalten im Dauereinsatz getestet werden konnte.

Besenantrieb

Der Kunde, ein Systemanbieter für Reinigungsgeräte und kommunale Reinigungsfahrzeuge, hatte ein Entwicklungsprojekt für ein hybridbetriebenes Fahrzeug gestartet. Im Zuge der Entwicklung sollten auf Basis vorhandener Fahrzeugkonstruktionen, die auf Verbrennungsmotoren basierten, angepasste Lösungen für einzelne Funktionsträger erarbeitet werden. Dazu gehörte auch das Antriebssystem des Frontbesens.

Eine der Herausforderungen bestand darin, dass die bislang verwendete Hydraulik ersetzt werden sollte durch elektrische Antriebe. Es zeigte sich schnell, dass die hydraulische Lösung aufgrund ihrer Leistungsdichte und Unempfindlichkeit gegenüber Witterungseinflüssen nur mit erheblichem Aufwand durch eine elektrische Lösung zu ersetzen war. Die neue Lösung führte u.a. dazu, dass tragende Strukturelemente verstärkt werden mussten und zusätzliche Abschirmungen gegenüber Spritzwasser und Schmutz vorgesehen werden musste.

Neben dem Frontbesen wurden verschiedene weitere Antriebe überarbeitet, so z.B. auch der Antrieb des Hauptgebläses und für den Kühlwasserkreislauf.

Reinigungsstation mit Induktionsheizung

Für einen Kunden, der Hersteller von u.a. Wellendichtringen ist, wurde ein innovatives Konzept für eine Reinigungsstation entwickelt.

Für die Herstellung von größeren Wellendichtringen sind geteilte Werkzeugformen erforderlich, die in einer Heizpresse eingesetzt werden. Die Werkzeugformen müssen in regelmäßigen Abständen gereinigt werden, was in der Praxis durch ein Strahlreinigungsverfahren geschieht. Um einen guten Reinigungseffekt zu erzielen, ist ein Aufheizen der Werkzeugform erforderlich.

Es wurde eine Reinigungsstation konzipiert, die Aufnahmemöglichkeiten für eine Werkzeugform bietet. Die Werkzeugform kann in die Lagen gebracht werden, die zur Reinigung erforderlich sind. Im Gegensatz zu einer Heizpresse, in der das Aufheizen der Werkzeugform über eine große Kontaktfläche erfolgt (und i.d.R. in den Heizkreisläufen der Heizpresse mit Dampf realisiert wird), wurde die Werkzeugform in der Reinigungsstation mittels Induktion erhitzt. Damit wurde der Gesamtaufbau stark vereinfacht.

Kühlförderstrecken

Für einen Kunden, der Systemanbieter von Anlagen zur Reifenherstellung ist, wurden mehrere Projekte zur Entwicklung und Konstruktion von Kühlförderstrecken abgewickelt.

Anlagen zur Reifenherstellung lassen sich grundsätzlich aufteilen in einen ersten Bereich, in dem Kautschukbahnen, die z.T. profiliert sind, durch einen Extruder hergestellt und auf Rollen gewickelt werden (Strangherstellung). Im eigentlichen Produktionsbereich für die Reifen werden die Kautschukbahnen durch Wickelmaschinen verarbeitet und die Reifen in Heizpressen gebacken.

Die Strangherstellung setzt sich zusammen aus dem Extruder, nachfolgenden Messstrecken zur Profilüberwachung und der anschließenden Kühlförderstrecke. Vor der Kühlförderstrecke kann noch eine Tauchstrecke und ein Aufwärtsförderer platziert werden, je nach Anordnung der Komponenten und verfahrenstechnischen Erfordernissen. Die Kühlförderstrecke ist im Wesentlichen ein Förderband mit mehreren Etagen, der Strang läuft dabei mäanderförmig durch die Anlage und wird währenddessen mit Wasser besprüht. Am Ende der Kühlförderstrecke wird das Material mit Luft trocken geblasen.

Für den Bereich der Strangherstellung sollten mehrere neue Kühlförderstrecken konstruiert werden. Grundlage für die neuen Kühlstrecken sollten Konstruktionsdaten aus vergangenen Projekten sein, es handelte sich also um eine Variantenkonstruktion. Neu war jedoch, dass zur effizienten Abwicklung der anstehenden Projekte eine Modularisierung vorgesehen war, d.h. die Kühlförderstrecken sollten sich aus Wiederholbaugruppen, die in einem bestimmten Rahmen konfiguriert werden konnten, zusammensetzen lassen. Innerhalb der Kühlförderstrecken konnte die Wegstrecke des Strangs z.T. angepasst werden, in dem schwenkbare Förderer eingesetzt wurden, so dass ein Bypass entstand.

Es wurde entsprechend modularisierte Baugruppen erzeugt, die bspw. ein Umschalten zwischen rollender und gleitender Abtragung für die Fördergurte ermöglichten, oder die Auswahl einer bestimmten Verrohrung. Zusätzlich wurden zu den einzelnen Projekten die jeweiligen Tragstrukturen, mit Begehungen, Leitern und Podesten, konstruiert und statisch nachgewiesen. Dabei waren z.T. auch Sonderfälle zu beachten, wie z.B. die Ausführung als an der Decke aufgehängte Tragstruktur, statt einer auf Portalen stehenden Struktur.