Der Mechatronik-Ansatz für ein effektives Kabeldesign senkt Kosten

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Die Ausprägung eines Systems im Raum hat einen beträchtlichen Einfluss darauf, welche Zusatzteile bei einem Kabeldesign ausgewählt und verwendet werden. Ganz egal, ob es sich um einen Stecker, eine Buchse, ein Steckergehäuse oder eine Verteilerklemme handelt, jedes einzelne Teil muss mit dem Kabel und dem Anschluss kompatibel sein. Ohne die 3D-Darstellung kann das Design nur als massstabsgerechte 2D-Zeichnung entwickelt werden. Hier werden im Normalfall gerade Steckergehäuse gezeichnet. In der Realität kann es aber aufgrund der Platzverhältnisse notwendig werden, ein 45- oder 90-Grad-Steckergehäuse zu verwenden. In einem solchen Fall ist immer eine Kontrolle am Prototyp, ggegebenfalls ist eine Änderungsmeldung erforderlich und daraufhin eine Änderung der Zeichnung notwendig.

Leitungswege optimieren und Kabelbaum fertigen

Der Elektroingenieur entwickelt in der logischen Welt und verbindet − vereinfacht gesagt − dabei einen Stecker mit einem anderen. Findet im Vorfeld keine Zusammenarbeit mit dem Maschinenbauingenieur statt, hat der Elektrokonstrukteur nur begrenzte Möglichkeiten, den physischen Verlauf eines Kabels durch den Raum zu berücksichtigen. Eventuell müssen dabei Hindernisse umfahren werden, oder es sind Zusatzteile wie Zwischenstecker oder Anschlussdosen nötig. Nur wenn der mechanische Aufbau bekannt ist, kann der Elektroingenieur eine fundiertere Entscheidung hinsichtlich des Kabeldesigns treffen oder sogar dem Mechanikteam Vorschläge zur Designoptimierung machen.

Ein Beispiel: Ein Elektroingenieur entwickelt eine Maschine, die in einem anderen Land gefertigt wird. Er überträgt das Kabeldesign in ein Mechanik-CAD-System und stellt beim Routing ein Hindernis fest, z.B. vom Bedienfeld zu einem Sensor. Im Normalfall würde das Kabel um das Blechteil herumgeführt. Dabei würde das Kabel aber länger, damit auch teurer werden, und das System wäre anfälliger für Rauschen und Interferenzen. Stattdessen wendet sich der Elektrokonstrukteur nun an den Mechanikkonstrukteur, um herauszufinden, ob das Blechteil an der Stelle ein tragendes Teil ist. Im Idealfall kann das Kabel durch das Blechteil hindurchgeführt werden. Diese einfache Bohrung führt zu einem verbesserten und kostengünstigeren Design.

Fehlproduktion kostet Geld

Zu einer kostenoptimierten Herstellung gehört auch umsichtiges Materialmanagement. Bei der Entwicklung von Kabelbäumen geht es meist um die exakten Längen. Sind die Kabel und Drähte zu kurz, sind sie Ausschuss. Eine solche Fehlproduktion kostet Zeit und Geld. Sind sie zu lang, führt das zu unnötigen Materialkosten, zu großem Platzbedarf und höherem Gewicht. Die Ermittlung von Platzbedarf und Länge kann durch die Zusammenarbeit der beiden Entwicklungsabteilungen im virtuellen Prototyp ermittelt werden.

Patrick Hackney, Produktmanager E³.series, Zuken

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