Bild: Eggersmann/Backhus

Modulare Elektrokonstruktion ermöglicht Baukasten bei Maschinen Viele Baureihen, eine Hardware

28.11.2017

Ein Hersteller von mobilen Arbeitsmaschinen für die Recyclingtechnik setzt konsequent auf eine Modularisierung der Elektrokonstruktion und ermöglicht damit einen Plug&Play-Baukasten für die Maschinen. Dabei erweisen sich die CAE-Lösungen als wertvolle Helfer.

Jeder, der einen Kompost im Garten hat, weiß, dass man ab und zu zum Spaten greifen und den Kompost umschichten muss. Nur so ist gewährleistet, dass das Material gleichmäßig zerfällt und ein hochwertiges Substrat bildet. Bei großtechnischen Kompostieranlagen ist das Umschichten nochmals wichtiger. Erledigt wird es von Umsetzern, die auf ein Raupenfahrwerk montiert sind und die dreiecksförmige Miete durchmischen, indem sie buchstäblich das Unterste nach oben bewegen und umgekehrt.

In diesem Nischensegment der mobilen Arbeitsmaschinen hat Eggersmann unter der Marke Backhus eine sehr gute Marktposition. 2012 wurde der Umsetzprofi Backhus Teil der Eggersmann-Gruppe. In der gut strukturierten Fertigung bei Backhus produzieren die Mitarbeiter auftragsbezogen ein breites Maschinenprogramm, hauptsächlich mannbediente Umsetzer mit Kabine, bei denen der Anwender aus einer Fülle von Optionen wählen kann. Zum Beispiel gibt es unterschiedliche Fahrwerke, verfahrbare Kabinen, funkgesteuerte Schlauchwagen für die Bewässerung der Mieten und vieles mehr. Aber auch für das automatisierte Umsetzen bietet Backhus eine Lösung an: Der „Lane Turner“ arbeitet in einer geschlossenen Anlage und kommt ganz ohne Fahrer aus.

Konsequente Modularisierung

Elektrotechnik und Elektronik haben einen nicht zu unterschätzenden - und stetig wachsenden - Anteil an den Funktionalitäten der Backhus-Umsetzer. Zwei Beispiele:

  • Die Fahrzeuge werden über ein „virtuelles Cockpit“ bedient, das bei auftretenden Unregelmäßigkeiten eine schnelle Diagnose ermöglicht.

  • Im Werkzeug der Maschine (dem Rotor) sind Sensoren unter anderem für die Drehzahl und die Öltemperatur untergebracht.

Sowohl in der Elektrokonstruktion (die mit Eplan Electric P8 erfolgt) als auch bei den Maschinen selbst gibt es viele Optionen und Varianten. Vor diesem Hintergrund ist verständlich, dass Jens Brinkmann, Abteilungsleiter Elektrotechnik bei Eggersmann, auf eine konsequente Modularisierung setzt, um den Herstellungsprozess so einfach und einheitlich wie möglich zu gestalten. Die Modularisierung setzte er zuerst bei der A-Serie von Backhus in die Praxis um: „Für die elektrischen Komponenten jeder Funktionseinheit wie Rotor, Kabine, Hydrauliktank, Grundrahmen und Motoreinheit haben wir Module gebildet, die über Schnittstellen verbunden werden.“

Optimierte Arbeitsabläufe

Die Elektroschaltpläne der einzelnen Module werden zu einem zentralen Gesamtschaltplan zusammengeführt. Dasselbe gilt für den Hydraulikplan (der mit Eplan Fluid erstellt wird). Um die Elektroinstallation zu vereinfachen, wurden werkzeuglos zu montierende Steckverbinder als Schnittstellen definiert, die jeweils für die mögliche Maximalbelegung ausgelegt sind. Jens Brinkmann erklärt: „Durch die Modularisierung sind unsere Arbeitsabläufe optimiert worden. Module werden vorbereitet und fertig an die Maschine gebracht. Das verkürzt die Durchlaufzeiten am Montageplatz deutlich.“

Für den Fall, dass Unklarheiten bestehen, wird die Eplan-Elektrokonstruktion automatisch zu einer internen Dokumentation aufbereitet, die als Visualisierung für die Fertigung beziehungsweise den Service dient. Beim Aufsetzen dieser Prozesse wurde Eggersmann von Eplans Consulting-Team beraten und tatkräftig unterstützt, speziell was das Thema Produktstrukturierung angeht. Zugleich haben Jens Brinkmann und sein Team die Schaltplanstruktur von einer ortsorientierten auf eine funktionsorientierte Darstellung umgestellt.

Die Vorteile der konsequenten Modularisierung, Standardisierung und Strukturierung in der Elektrokonstruktion liegen auf der Hand. Deshalb wurde dieses Vorgehen von den Backhus-Kompostumsetzern auch auf weitere Eggersmann-Maschinen übertragen. So wird beispielsweise bei den Zerkleinerungs- und Separationsmaschinen dieselbe Hardware im Schaltschrank verwendet. Laut Jens Brinkmann ergeben sich die individuellen Funktionalitäten und Optionen der Umsetzer allein aus dem Kabelbaum im Inneren des Schaltschranks, der individuell gefertigt und über die Standardstecker angeschlossen wird.

Passgenaue Verlegewege

Konstruiert werden die Kabelbäume mit Eplan Harness proD. Auf der Basis einer STEP-Datei der mechanischen Konstruktion (in diesem Fall aus Solidworks) erstellt das 3D/2D-Software-Tool den Kabelbaum und seinen Verlegeweg. Jens Brinkmanns Kommentar dazu: „Das passt immer genau und spart viel Zeit.“ Die Konfektionierung der Kabelbäume entsprechend der Vorgaben von Eplan Harness proD übernimmt ein Dienstleister. Inzwischen ist Eggersmann dazu übergegangen, auch die Leitungen in den Schaltboxen nach diesem Prinzip zu konstruieren beziehungsweise zu verlegen. Außerdem kommen mittlerweile steckbare Platinen zum Einsatz, was die Elektromontage zusätzlich vereinfacht.

Seit wenigen Monaten setzt Eggersmann auch auf den Eplan Cogineer, ein neues Tool für die automatische Stromlaufplangenerierung auf der Basis eines mechatronischen Regelwerkes. Auf einem Projektblatt klickt der Konstrukteur einfach die vom Anwender gewählten Optionen an, zum Beispiel Kamera, elektrische Spiegelverstellung oder Bewässerungsmodul. Im Hintergrund entsteht dann selbsttätig der komplette Schaltplan. Die Software ist leicht zu bedienen und verschafft den Konstrukteuren Luft für die eigentliche Konstruktionstätigkeit.

Ausweitung auf alle Baureihen

Die bis hierher beschriebenen Maßnahmen zur Modularisierung und Standardisierung hat Eggersmann bisher für die Umsetzer und die Zerkleinerungsmaschinen ergriffen. Aufgrund des messbaren Erfolgs hat das Unternehmen im nächsten Schritt elektrotechnische Gleichteile wie Schaltschränke oder Module definiert, die baureihenübergreifend genutzt werden sollen. Jens Brinkmanns Plan ist, ein und dieselbe Hardware in verschiedenen Maschinen wie Umsetzern, Shreddern und zukünftig auch Siebtrommeln einzusetzen. Die Varianten ergeben sich wiederum allein über den Kabelbaum. Durch die Werkzeuge von Eplan für modularisierte Elektrokonstruktion sind die Konstrukteure bestens auf die neue Herangehensweise vorbereitet. „Durch die Einführung des Cogineers ist es uns möglich, mit nur einem Makroprojekt zu arbeiten und Revisionen auch nur hier pflegen zu müssen. Dadurch wird der Revisionsaufwand auf einen Bruchteil reduziert“, so Jens Brinkmann.

Was das Management der Produktdaten angeht, ist Eggersmann ebenfalls mitten im Umstellungsprozess: Gerade wird die PDM-Lösung Pro.File von Cideon, einer Schwestergesellschaft von Eplan, flächendeckend in der Unternehmensgruppe eingeführt. Damit sind die Konstruktion, das Engineering und das Produktdatenmanagement bei Eggersmann bestens für die innovativen Herausforderungen der Reyclingtechnik aufgestellt.

Bildergalerie

  • Sämtliche Kabelbäume werden mit Eplan Harness ProD geplant.

    Bild: Friedrich Bümmerstede

  • Mit dem Eplan Cogineer lassen sich einfache Elektrokonstruktionen per Mausklick erstellen.

    Bild: Eplan

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