ECAD 3D-Werkzeug verkürzt Fertigungszeit und sichert Prozessstabilität

Die mechanische Konstruktion für Fahrzeuge nutzt modernste 3D CAD-Systeme. Ein solches gibt es jetzt auch für den Kabelbaum. Es führt die mechanische und elektrische Entwicklung parallel aus und verkürzt die Ersterstellung um 80 bis 90 Prozent. Und sichert so ohne Mehrarbeit durch reichhaltige Dokumentation die Prozessstabilität und Qualität.

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Der in Steyr entwickelte Motortyp M1 war der erste PKW-Motor mit Direkteinspritzung, Pumpe-Düse Einspritzelementen, Abgasturboaufladung und Ladeluftkühlung. Er bildete die Grundlage für die weiteren Entwicklungen der im Jahr 2001 gegründeten Steyr Motors GmbH und ihrer Vorgängerunternehmen. Eingesetzt werden ihre modernen Dieselmotoren meist in kundenspezifischen, modularen Ausführungen in Fahrzeugen zu Lande und in Sportflugzeugen in der Luft, vor allem aber in Schiffen und Sportbooten auf dem Wasser. Im Jahr 2008 brachte Steyr Motors zudem den weltweit ersten Diesel-Hybridmotor für die maritime Verwendung auf den Markt. Der ermöglicht ein umweltschonendes Fahren auf Binnengewässern oder im Hafen bis 6 Knoten und kann bei Schnellfahrt als Booster zugeschaltet werden.

Die Handarbeit ersetzen

Als Roland Streitner 2005 in das Unternehmen eintrat, war ein neuer Permanentmagnet-erregter Generator zur Versorgung des Bordnetzes entwickelt worden, der für den Hybridantrieb die Voraussetzung bot. „Es gab viele Zweifler, die meinten, daraus einen kompakten Hybridantrieb zu entwickeln wäre unmöglich“, erinnert sich der Elektrotechnik- und Elektronik-Entwickler. „Das wusste ich aber nicht. Deshalb konnte ich unvoreingenommen an die Sache herangehen und es einfach tun.“ Während in der Maschinenbau-Konstruktion bei Steyr Motors bereits seit vielen Jahren die Modellierung mit 3D-CAD Systemen selbstverständlich ist, konnte der elektrotechnische Teil nicht auf Unterstützung durch moderne Software zurückgreifen. Die Gestaltung der Verkabelung am Motor machte Handarbeit und viel Abstimmung zwischen dem Elektrotechnik-Entwickler und den Mechanik-Konstrukteuren erforderlich.

Bei E-CAD gibt es noch Aufholbedarf

„Nachdem ich die Leitungen mit Bleistift in die Konstruktionszeichnungen eingezeichnet hatte, gingen diese zurück an die Konstruktion, wo sie in das 3D-Modell eingearbeitet wurden“, beschreibt Roland Streitner den Vorgang. „Die Kabelbaumgestaltung erfolgte überhaupt per Hand am fertigen mechanischen Prototypen.“ Das war nicht nur ein ausgesprochen mühsamer Prozess, der noch dazu bei jeder kleinsten Änderung wiederholt werden musste. Er geschah noch dazu unter immensem Zeitdruck, denn der Erstaufbau eines fertigen Motors erfolgte nach Vorliegen der Ergebnisse aus dem Design Review meist erst kurz vor dem zugesagten Liefertermin an die Kunden.

„Für wünschenswerte und der Robustheit des Motors dienliche mechanische Anpassungen wie eine Ausnehmung, um den Kabelstrang nicht um den Steg herum führen zu müssen, blieb meist keine Zeit“, erinnert sich Roland Streitner. „So mussten wir beim Schutz der Kabel vor Beschädigungen bei Installations- und Wartungsarbeiten immer wieder Kompromisse eingehen.“ Zudem konnten die Maße des angepassten „Master“-Kabelbaums und seiner Bestandteile erst nachträglich ermittelt und aus diesen Daten die Dokumentation für die externen Lieferanten der Kabelkonfektionen erstellt werden.

Praktikable Software baut Termindruck ab

Nicht selten hatte die Hektik und die damit verbundene späte Fertigstellung der Unterlagen zur Folge, dass Vorlieferanten Eilzuschläge verrechneten und alle Prüfungen manuell erfolgen, was die Prozesssicherheit auch nicht hebt. Im zweiten Quartal 2011 machte sich Roland Streitner auf die Suche nach einer praktikablen Softwarelösung für die Schaltplan- und Kabelbaumerstellung. „Ich hatte erkannt, dass ohne adäquate Softwareunterstützung die Entwicklungsziele der neuen Marine-Motorengeneration mit geplantem Roll-Out im Jahr 2012 nicht zu schaffen sein würden“, beschreibt er seine Motivation.

Unterstützt den Import von MCAD-Daten

Im Zuge dieser Suche stieß er auf das Produkt Eplan Harness proD, das die Daten der Mechanik- und Elektrokonstruktion in einem System verbindet und so eine effiziente Kabelbaumentwicklung in 3D ermöglicht. Das System unterstützt den Import der MCAD-Daten nicht nur in den Formaten IGES oder STEP, sondern auch direkt in den nativen Datenformaten aller gängigen Systeme. „Ich hatte davor nicht gewusst, dass es überhaupt so etwas gibt und war erstaunt, gleich zwei Anbieter eines solchen Softwarewerkzeugs zu finden“, gesteht Roland Streitner. „Das Mitbewerbsprodukt eines sehr kleinen lokalen Anbieters schied sehr bald wieder aus, weil es vertiefte Kenntnisse des MCAD-Systems erfordert hätte, zu dem es als Modullösung angeboten wird.“ Auch die Investition hätte wegen der Modulkosten des MCAD-Systems den erträglichen Rahmen überschritten.

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