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ECAD Durchgängige CAD-Konstruktion bietet Elektro- und Fluidtechnik aus einem Guss

| Autor / Redakteur: Birgit Hagelschuer / Reinhard Kluger

Bei der Konstruktion von Kühlanlagen für Werkzeugmaschinen ist die Verbindung von Elektro- und Fluidtechnik besonders sinnvoll, weil die Kühlmedien fluidisch sind und die Anlagen durch elektrische bzw. elektronische Stellglieder gesteuert werden. Die Schimpke GmbH & Co. KG nutzt die Synergieeffekte, die die Verbindung von Fluid- und Elektrotechnik auf der Konstruktionsebene bietet, optimal: Die Konstrukteure sind jeweils für beide Gewerke verantwortlich und nutzen dabei die interdisziplinäre EPLAN-Plattform.

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Schimpke entwickelt kundenspezifische Rückkühlanlagen für Werkzeugmaschinen. Für die Regelung des Temperaturniveaus sorgen elektrische Regelkreise, in die z. B. Pumpen, Ventile und Druckschalter eingebunden sind.
Schimpke entwickelt kundenspezifische Rückkühlanlagen für Werkzeugmaschinen. Für die Regelung des Temperaturniveaus sorgen elektrische Regelkreise, in die z. B. Pumpen, Ventile und Druckschalter eingebunden sind.
( Archiv: Vogel Business Media )

Moderne Werkzeugmaschinen arbeiten mit Spindeldrehzahlen von bis zu 70.000 min-1 und entsprechend hoher Leistung – und das auf immer kompakterem Raum. Dabei entsteht zwangsläufig Wärme, die abgeführt werden muss. Mit zunehmender Leistung und Kompaktheit kommt diesem „Thermomanagement“ steigende Bedeutung zu. Denn übermäßige Wärme führt nicht nur zu frühzeitigem Verschleiß von Werkzeugen und ungeplantem Stillstand der Maschine. Sie beeinträchtigt durch die Wärmeausdehnung auch die Maßhaltigkeit und Toleranzen der Werkstücke, die auf den Maschinen bearbeitet werden.

Aus diesen Gründen ist das Know-how der Helmut Schimpke Industriekühlanlagen GmbH & Co. KG im rheinischen Haan weltweit gefragt. Denn Schimpke hat sich auf die Entwicklung und Produktion von Rückkühlanlagen für Werkzeugmaschinen spezialisiert. Dabei konzentriert sich das 1955 gegründete Unternehmen auf individuell entwickelte Anlagen für große Maschinen, die mit hoher Präzision zum Beispiel Kfz-Karosseriebauteile oder Komponenten von Flugzeugen bearbeiten. Viele namhafte Hersteller des Werkzeugmaschinenbaus setzen diese Anlagen ein.

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Jede Anlage wird individuell projektiert

Zu Beginn eines Projektes müssen die Rahmenbedingungen mit dem Kunden abgestimmt werden. Michael Stader, Technischer Leiter des Unternehmens: „Auf der Basis der zur Verfügung gestellten Daten ermitteln wir die Kühlleistung. Auch die Integration der Kühlanlage in die Maschine, der zur Verfügung stehende Platz und die Art der Steuerung werden erfragt.“ Mit diesen Daten konstruiert Schimpke eine projektspezifische Kühlanlage, die unabhängig von den jeweiligen Umge-bungsbedingungen für gleichmäßige Temperatur von Werkstück und Werkzeug sorgt. In vielen Fällen wird auch der Antrieb in die Kühlung einbezogen. Für die exakte Regelung des Temperaturniveaus sorgen elektrische bzw. – je nach Kun-denwunsch – elektronische Regelkreise, in die u.a. Pumpen, Ventile, Druckschalter und Sensoren einbezogen sind.

„Einer für alles“

In der arbeitsteiligen Welt des Maschinenbaus leistet sich die Schimpke GmbH eine Besonderheit. Jeder der drei Konstrukteure verantwortet – über alle Gewerke hinweg – jeweils ein komplettes Projekt. Michael Stader: „Auf diese Weise entsteht eine Anlage „aus einem Guss“, bei der Verfahrenstechnik und Elektronik exakt aufeinander abgestimmt sind. “ Auch die Auslegung der Kühlung mit einer selbst entwickelten Software gehört zu den Aufgaben, die die Konstrukteure übernehmen.

Zur gewerkeübergreifenden Konstruktion passt eine ebensolche CAD-Infrastruk-tur, und die hat Schimpke seit drei Jahren mit der EPLAN-Plattform realisiert. Michael Stader: „Wir arbeiten schon seit vielen Jahren mit Eplan, haben das System immer auf aktuellem Stand gehalten und auch frühzeitig das damalige fluidPLAN hinzu genommen, weil die enge Verbindung von Elektrotechnik und Fluidtechnik auf der Konstruktionsebene für uns eine große Arbeitserleichterung bedeutet.“

Deshalb war man auch sofort überzeugt, als EPLAN vor gut drei Jahren die neue Plattform vorstellte, bei der Eplan Electric P8 und Eplan Fluid eine gemeinsame Datenbasis nutzen. Stefan Greiser, technische Auftragsbearbeitung: „Für uns sind Elektro- und Fluidtechnik zwei Seiten derselben Konstruktion. Änderungen auf der einen Ebene haben direkte Auswirkungen auf die andere. Mit der EPLAN-Plattform werden diese Auswirkungen automatisch auf die jeweils andere Ebene übertragen. Das trägt dazu bei, Fehler zu vermeiden – und es beschleunigt die Konstruktion.“

Konstruktionsmodule als Makros hinterlegt

Um Zeit zu sparen und auf bewährte Konstruktionen zurückzugreifen, arbeiten die Konstrukteure zumeist nach dem Prinzip der Variantenkonstruktion. Dabei nutzen sie Module, die als Makros abgelegt sind. Stefan Greiser: „In EPLAN 5.70 haben wir auch schon Makros verwendet. Seit wir EPLAN Electric P8 einsetzen, nutzen wir die Makros aber intensiver, weil ihre Handhabung jetzt vielfältiger und komfortabler ist.“ Zum Beispiel sind Module wie Energieeinspeisung, Motorabzweig, Netzteil und Drehzahlregelung als Makros hinterlegt. Der Konstrukteur muss die Makros nur aufrufen, die jeweilige Leistung definieren und die Betriebsmittelkennzeichnung anpassen. Die Datenbank enthält diese Module jeweils in den be-nötigten Leistungsklassen. Stefan Greiser: „Die Pflege dieser Datenbank erfordert einen gewissen Aufwand, der sich aber lohnt: Wir sparen dadurch Zeit bei jedem einzelnen Projekt.“ Aus diesem Grund hat Stefan Greiser kürzlich auch sämtliche Profibus-Module, die man in den Konstruktionen einsetzt, in die Datenbank eingepflegt.

Nichts dem Zufall überlassen

Schimpke liefert die maßgeschneiderten Kühlanlagen steckerfertig aus, nachdem sie zuvor auf einem Prüfstand umfassend geprüft wurden. Dabei werden alle Betriebszustände simuliert und die Prüfergebnisse dokumentiert. Mit der Anlage liefert das Unternehmen häufig auch die EPLAN-Dateien mit. Michael Stader: „Viele Kunden schätzen das. Wir geben den Anlageort an, und sie können unsere Eplan-Daten direkt in ihre Dokumentation übernehmen. Dies funktioniert bei den Electric P8-Daten ebenso reibungslos wie bei Eplan Fluid.“

Für die Zukunft denkt Schimpke über den Einsatz von Eplan Cabinet nach. Michael Stader: „Eine Schaltschrankplanung in 3D wäre hilfreich, weil die Kollisionsbetrachtung Fehler vermeidet.“ Darüber hinaus wünscht sich das Unternehmen einen Schlauchleitungskonfigurator als Zusatzmodul für Eplan Fluid. Einen solchen Konfigurator gibt es bereits, allerdings nur für die Hydraulik. Stefan Greiser: „Wir würden gern einen solchen Konfigurator einsetzen, der die spezifischen Anforderungen an Leitungen für Wasseremulsionen abbildet. Dann könnten wir uns das manuelle Erstellen der Schlauchliste sparen.“ Diese Liste wird zurzeit noch vom Monteur geschrieben und in die Eplan-Dokumentation eingegeben. Zudem sieht Schimpke in einem solchen Konfigurator den Vorteil, dass sich die Montagezeit der Anlagen verkürzt, weil die Schläuche schon vor der Montage abgelängt und verpresst werden können.

Hannover Messe 2010

Halle 17, Stand D40

Birgit Hagelschuer, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, Eplan Software & Service, Monheim am Rhein

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