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Großschranksystem Wenn der Schaltschrank auf dem Prüfstand steht

| Autor/ Redakteur: Hans-Robert Koch* / Ines Stotz

Wenn Technik das erste Mal auf Praxis trifft, geht es ums Eingemachte. Um Fakten. Hält sie den Anforderungen der Anwender stand? Eine spannende Frage für das neue Großschranksystem von Rittal.

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Monteure bei Schaper in Herford bauen Anlagen auf Basis des neuen Rittal VX25 Großschranksystems.
Monteure bei Schaper in Herford bauen Anlagen auf Basis des neuen Rittal VX25 Großschranksystems.
(Bild: Rittal)

Bei der Entwicklung des neuen Großschranksystems spielte für Rittal der intensive Dialog mit seinen Kunden die entscheidende Rolle. Durch eine groß angelegte, wissenschaftlich fundierte Usability-Studie dokumentierten Forscher in Schrift, Bild und Film den Industriealltag bei Steuerungs- und Schaltanlagenbauern bei zehn Unternehmen in Deutschland, acht in den USA und bei sechs in China – darunter kleine, mittelständische und große Unternehmen.

Als Ergebnis kristallisierten sich 150 systematisch erhobene und konkrete Anforderungen an einen neuen Schaltschrank heraus, die Entwicklern und Produktmanagern eine belastbare Basis für die eigentliche Entwicklungsarbeit lieferten. Diese ergänzte Rittal um die Erkenntnisse des ebenfalls eingebundenen Kundenbeirats. Keinen einzigen der wesentlichen Punkte hat Rittal später bei der Entwicklung aufgegeben.

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Das Ergebnis der Entwicklung ist das neue Großschranksystem VX25. Der Name VX25 ist Programm und steht für die Vielfalt an Möglichkeiten, das Erfüllen X-facher Kundenanforderungen und für eine volle Symmetrie durch ein übergreifendes, durchgängiges 25mm-Maßraster. Der Kundennutzen entlang der gesamten Wertschöpfungskette des Steuerungs- und Schaltanlagenbaus lässt sich in drei Kernpunkte zusammenfassen: reduzierte Komplexität, Zeitersparnis und Sicherheit in der Montage sowie maximale Datenqualität und Durchgängigkeit der Daten.

Teststellung bei Woodward Kempen: Schneller in der Fertigung

Bereits zum offiziellen Start des neuen Systems im April lagen schon erste Erfahrungen vor, die ein Kunde sammeln konnte. So hat die Woodward Kempen GmbH bereits mit den Prototypen gearbeitet. Der langjährige Rittal-Kunde entwickelt im Geschäftsbereich Renewable Power Systems kundenspezifische Frequenzumrichter zur Implementierung in Windenergieanlagen. Mit dem neuen Schaltschrank VX25 hat das Unternehmen bereits Teilumrichter für eine Gesamtleistung von 4,5 MW realisiert, die aus einer Kombination von drei Schaltschränken besteht und ein Gesamtgewicht von rund 2.000 kg auf die Waage bringt.

„Für unsere Anwendungen ist es sehr wichtig, dass das neue Rahmenprofil steifer und damit deutlich belastbarer ist“, sagt Holger Gehl, der als Product Line Manager bei der Woodward Kempen GmbH für Windenergie-Projekte zuständig ist. Die Anforderungen, die bei den Anwendungen in der Windenergietechnik an das Schranksystem gestellt werden, sind sehr hoch. So treten beispielsweise häufig Vibrationen auf, wie Eric Hartmann, Principal System Engineer bei der Woodward Kempen GmbH, berichtet: „Am neuen Schrank haben wir deswegen die Vibrationsbeständigkeit überprüft und dabei sowohl Finite-Elemente-Analysen als auch Vibrationstests im Labor durchgeführt.“ Die Ergebnisse haben Eric Hartmann überzeugt: „Der neue Schaltschrank ist auch ohne konstruktiven Zusatzaufwand stabiler als sein Vorgänger.“

Für die Anwendungen bei Woodward wird der mechanische Aufbau der Schaltschränke komplett in einem CAD-System geplant. Auch hier haben die Ingenieure von Woodward Kempen erste Erfahrungen machen können, wie Holger Gehl weiß: „In der Konstruktion ist uns positiv aufgefallen, dass wir mehr Freiheiten in der Entwicklung haben und wir weniger Teile benötigen, da das Rahmenprofil überall identisch ist.“ Und Eric Hartmann ergänzt: „Dass sämtliche Daten in 3D zur Verfügung stehen, ist für uns extrem wichtig, da unsere mechanische Konstruktion direkt mit diesen Daten weiterarbeiten kann.“

Die Vorteile des neu entwickelten Schaltschranksystems machen sich auch bei der Montage innerhalb der Produktion des Unternehmens bemerkbar. „Die Türen lassen sich deutlich schneller montieren, und auch der Umbau auf eine Türöffnung von 180° sowie der Wechsel des Türanschlags gehen viel schneller“, nennt Holger Gehl weitere Vorteile, die zur Zeitersparnis beitragen: „Alles, was uns in der Fertigung schneller macht, ist auf jeden Fall von Vorteil.“

Bei der Auswahl des passenden Schaltschranksystems haben viele Faktoren eine Rolle gespielt. „Wir haben intern auf Basis einer Bewertungsmatrix verschiedene Systeme miteinander verglichen, und haben uns dann ganz klar für Rittal entschieden“, begründet Eric Hartmann die Entscheidung für das neue Schaltschranksystem VX25.

Teststellung bei Schaper Herford: deutlicher Zeitgewinn

Auch für die Schaper-Gruppe sind Schaltschrank-Lösungen willkommen, die einen deutlichen Zeitgewinn mit sich bringen. Denn aktuell bereiten dem Unternehmen volle Auftragsbücher, hoher Zeit- und Kostendruck sowie der allgegenwärtige Fachkräftemangel immer wieder Kopfzerbrechen. „Der Vorgänger TS 8 war ein einwandfreier Schaltschrank “, erinnert sich Nils Mentrup, Technischer Leiter bei der Schaper Steuerungstechnik GmbH, die zur Schaper-Gruppe gehört. „Daher waren wir sehr positiv überrascht, dass sich Rittal beim VX25 offensichtlich viele Gedanken über die zahlreichen möglichen Verbesserungen gemacht hat.“ Der junge Technische Leiter nennt zuerst die geringere Anzahl bei den Ausbauteilen als einen wichtigen Vorteil. „Das macht sich direkt in einer Vereinfachung bei der Lagerhaltung bemerkbar“, so Mentrup. „Und zwar sowohl in unserem zentralen Lager als auch in den Teilelagern für die einzelnen Projekte, die wir direkt an den Arbeitsplätzen einrichten.“

Mehr Stabilität und Zeitersparnis bei Montage/Demontage

Eugen Franzen, Teamleiter bei der Controller Steuerungstechnik GmbH, die ebenfalls zur Schaper-Gruppe gehört, hat noch weitere entscheidende Vorteile beim neuen System entdeckt: „Die Stabilität des Schrankes hat große Vorteile.“ Das zeigt sich unter anderem auch bei den neuen Bodenblechen. Monteure müssen während des Schaltschrankausbaus immer wieder mal in den Schrank hineingehen. „Früher haben sich dadurch häufig die Bodenbleche etwas verbogen, so dass wir nacharbeiten mussten“, erinnert sich Franzen. Dass diese Nacharbeiten nun entfallen, trägt zu den Zeitersparnissen bei, die das neue Schaltschranksystem mit sich bringt.

Eine weitere Vereinfachung sind die neuen Scharniere, die es ermöglichen, die Schaltschranktüren einfach auszuhängen. Das Aushebeln der Scharnierstifte, das früher notwendig war, kann dadurch entfallen. „Wir hängen die Schaltschranktüren generell aus“, erklärt Franzen, „auch wenn keine Bearbeitung auf einer unserer Perforex-Bearbeitungszentren vorgesehen ist. Das Verdrahten ist so deutlich einfacher.“ Das gilt vor allem für größere Schaltanlagen, bei denen Verdrahtungen über mehrere Schaltschränke hinweg installiert werden müssen. „Die Zeitersparnis bei Demontage und Montage kann bis zu einer Minute und mehr pro Schaltschranktür betragen“, erläutert Franzen.

Kann Arbeitsschritte sparen

Dass es eine geringere Anzahl an Ausbauteilen für den VX25 gibt, ist auch nach Meinung von Franzen ein großer Vorteil: „Welche Schiene gehört wohin? Diese Frage stellt sich uns jetzt nicht mehr, da beim VX25 die Schienen sowohl an die vertikalen als auch an die horizontalen Rahmenteile passen und auch von der Seite und von Hinten montiert werden können.“ Dadurch wird es beispielsweise auch möglich, eine Schiene von der Rückseite aus anzuschrauben, nachdem die Montageplatte bereits im Schrank montiert ist. „Wenn wir in der Vergangenheit eine solche Schiene, die bei manchen nach UL gebauten Schaltanlagen Pflicht ist, vergessen hatten, musste die Montageplatte wieder ausgebaut oder zumindest nach vorne abgekippt werden“, sagt Franzen. Ein Arbeitsschritt, der jetzt überflüssig ist.

Konzept Ein-Mann-Montage

Auch bei der Montage von Ausbaukomponenten oder Seiten- und Rückwänden haben es Franzen und sein Team jetzt leichter: Es kommen nur noch Schrauben der Größe Torx 30 zum Einsatz. „Früher hatten wir immer zwei Akkuschrauber bei der Montage, die mit den passenden Schrauber-Bits bestückt waren – jetzt brauchen wir nur noch einen“, nennt Franzen den Vorteil, der bei der täglichen Arbeit in der Werkstatt zum Tragen kommt. Auch das überall am Schaltschrank verwirklichte Konzept der Ein-Mann-Montage überzeugt den Teamleiter, und er demonstriert am Beispiel einer Rückwand, wie es funktioniert: „Ich kann die Rückwand einfach oben einhängen und sie bleibt sicher in Position, bis ich die Schrauben angezogen habe.“

Einfache Umstellung dank Web-Hilfe

Beim Blick in die Fertigungshalle von Schaper sieht man sofort, dass alle Schritte gut aufeinander eingespielt sind. Birgt die Umstellung auf ein neues Schaltschranksystem hier nicht ein hohes Risiko? „Neuerungen stehen die meisten Menschen häufig erst einmal skeptisch gegenüber. Bei uns hat aber die Umstellung sehr schnell und reibungslos funktioniert“, freut sich Mentrup. Ein Grund dafür war unter anderem die VX25-Umstellhilfe, die Rittal seinen Kunden zur Verfügung stellt.

Mit diesem webbasierten Tool lassen sich Stücklisten aus Projekten, die mit dem TS 8 geplant wurden, einfach in Stücklisten für den VX25 konvertieren. Die alte Stückliste wird im Excel-Format per Drag-and-Drop hochgeladen, und im Anschluss steht die neue Stückliste zum Download zur Verfügung. Auch 3D-Aufbau-Planungen aus Eplan Pro Panel lassen sich weitgehend automatisiert konvertieren.

Vom Schaltschranksystem VX25 überzeugt

„Nachdem jetzt die ersten beiden großen Anlagen mit dem neuen Schaltschrank fast fertig sind, haben wir die Umstellung auf jeden Fall gut im Griff“, ist Mentrup überzeugt: „Hilfreich war auf jeden Fall auch, dass der Rittal-Außendienst direkt vor Ort war, als wir mit der ersten VX25-Schaltanlage angefangen haben.“

Von dem neuen Schaltschranksystem ist Mentrup überzeugt: „Es ermöglicht in vielen Fällen eine Zeiteinsparung, die uns bei dem großen Zeitdruck, den wir von Seiten unserer Kunden haben, hilft.“ In diesem Zusammenhang sieht er auch die schnelle 24-Stunden-Lieferung von Rittal Vorteil: „Heute ist die Lieferzeit bei vielen Aggregaten, die wir in unseren Anlagen verwenden, relativ lang – anders bei den Schaltschränken von Rittal, die immer am Tag nach der Bestellung geliefert werden“, betont Mentrup. Für zukünftige Projekte möchte der Technische Leiter möglichst komplett auf das neue Schaltschranksystem setzen.

SPS IPC Drives: Halle 3C, Stand 430

* Hans-Robert Koch, Gruppenleiter Produktkommunikation, Rittal

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