«Solid Edge»-Einsatz im Fahrzeugbau Durchlaufzeiten optimiert dank 3D-CAD-Einsatz

>> Der Einsatz von 3D-Tools beschleunigt den Fertigungsdurchlauf und bildet eine wirksame Internationalisierungsplattform. Bestätigen kann dies die Kaiser AG, Hersteller von Mobil-Schreitbaggern und Kanalreinigungsfahrzeugen. «Solid Edge» bildet dort eine Plattform für einen Produktbaukasten, der kundenspezifische Lösungen und die internationale Fertigung unterstützt. Durch konsequenten Softwareeinsatz und Unterstützung des Systemhauses Quadrix in Flawil konnten die Durchlaufzeiten der Fahrzeuge stark optimiert werden.

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Die Fahrzeuge der Kaiser AG, für die Kanalreinigung der «AquaStar», für die industrielle Entsorgung der «CityCleaner», zeichnen sich durch hohe Spül- und Saugleistungen aus. Einen Wettbewerbsvorteil bilden z.B. deren speziell entwickelten hydraulisch angetriebenen Wasser-Hochdruckpumpen nach dem Druckumsetzer-Prinzip. Über 1000 Städte und Gemeinden verlassen sich auf Kaiser-Fahrzeuge, wenn es um die Säuberung von Kanälen und Strassenschächten geht. Das zweite Standbein des Unternehmens stellen die Mobil-Schreitbagger dar, die in Steilhängen und schwierigem Gelände arbeiten können.

Insgesamt beschäftigt das Unternehmen 250 Mitarbeiter an vier Produktionsstandorten in Liechtenstein, Finnland, Österreich und der Slowakei und hat 50 Vertriebs- und Servicepartner in aller Welt.

Baukastenstrategie

Entwickelt werden beide erwähnten Produktlinien mit dem CAD-System «Solid Edge» von Siemens PLM Software. «Solid Edge lässt sich leicht erlernen und ist sehr benutzerfreundlich», sagt Viktor Häusle, Leiter Technik und Entwicklung Kommunal bei der Kaiser AG. «Durch integrierte Tutorials erschliessen sich z.B. auch seltener genutzte Funktionen leichter», erklärt er.

Ein Kanalreinigungsfahrzeug besteht aus rund 15 000 Einzelteilen und wird vollständig in Solid Edge konstruiert. Sascha Sollat, Konstrukteur, dazu: «Von der klassischen Schweisskonstruktion über die Montagebaugruppen bis hin zu den Hydraulikteilen der Fahrzeuge konstruieren wir alles mit diesem System.» Die Software hat sich als perfekte Plattform für eine Baukastenstrategie erwiesen, mit der sich der Aufwand für die kundenspezifische Ausgestaltung der Fahrzeuge drastisch reduzieren lässt.

Individuell angepasst

Nach dem Vermessen und dem Anlegen des angelieferten Chassis beginnen die Konstrukteure mit den Schweisskonstruktionen. Die Trägerfahrzeuge werden mit spezifischen Pumpen- und Filtersystemen ausgestattet, die individuell auf das Einsatzgebiet und die Leistungsansprüche der einzelnen Kunden angepasst sind.

Ein Highlight ist das patentierte Wasserrückgewinnungssystem «Rotomax»: Die sich oszillierend drehende Filtertrommel wird im vorderen Schlammtankbereich eingebaut und trennt Feststoffe von Kanalwasser. Auf diese Weise lässt sich das Reinigungswasser sofort wiederverwenden. Fahrtwege zum Nachtanken von Spülwasser entfallen, der Treibstoff- und Wasserverbrauch wird reduziert. Die Spülleistung der Fahrzeuge liegt zwischen 300 und 500 Liter pro Minute und der Arbeitsdruck der Pumpen beträgt zwischen 170 und 200 bar. Gerade bei den Hochdruckpumpen bewährt sich die integrierte Lösung für Festigkeitsberechnungen: Trotz mehrfacher Optimierungen werden die assoziativ verknüpften Berechnungs- und Konstruktionsmodelle ohne Schnittstellen aktualisiert. Die Daten müssen nicht übertragen und jedes Mal neu vernetzt werden.

Erleichterte Zusammenarbeit

Mit «Solid Edge» können Ideen schnell visualisiert bzw. den Kollegen gezeigt werden. Die Projektplanung der Fahrzeuge wird dadurch für alle Beteiligten transparenter und nachvollziehbarer. Die meisten Norm- und Kaufteile sind als Hüllgeometrien im System enthalten. Das Assembly-Modul erleichtert den Umgang mit den grossen Baugruppen. Die Konstruktion im Zusammenhang der Baugruppe sorgt dafür, dass die Ergebnisse auf Anhieb passen und die Montage ohne böse Überraschungen verläuft. Alle Daten werden schliesslich in Form klassischer Zeichnungen dargestellt und als PDF oder DXF-Dateien weitergegeben. Der Übergang vom Konstruktionsmodell über die produzierten Varianten einschliesslich Dokumentation der fertigen Geräte verläuft damit reibungslos.

Deutlich kürzeres Assembling

Auch Komponenten und Ersatzteile sind aus dem bereit stehenden Lagervorrat an Bauteilen schnell montiert: So dauert das Assembling einer Wasserpumpe deutlich weniger lang als vor der Verwendung des 3D-CAD-Systems und die Durchlaufzeit eines Fahrzeuges konnte deutlich verringert werden. Eine kürzere Produktionszeit ergibt sich aus der Baukastenstrategie. «Die Standardisierung und Mehrfachverwendung modellübergreifender Baugruppen wird durch Solid Edge begünstigt», sagt V. Häusle. Der reine Konstruktionsaufwand pro kundenspezifischem Fahrzeug konnte im Verhältnis zur gesamten Produktionszeit reduziert werden.

Preisgekrönte Bagger

Im Nischengeschäft der Schreitbagger zeigen sich weitere Vorteile im Bereich der 3D-Konstruktion. Gemeinsam mit einem Designbüro wurden die Bagger anhand der 3D-Modelle ergonomisch und optisch überarbeitet. Die wendigen Geräte, die über Einzelradantriebe, höhenverstellbare Radlafetten und Tatzen verfügen, haben nun ein deutlich geringeres Einsatzgewicht im Vergleich zu Standardbaggern.

Solid Edge wird hier verwendet, um die Modelle aus drei Produktreihen an ihre Einsatzzwecke anzupassen: Verschiedene Anbaugeräte sorgen dafür, dass die Schreitbagger Aufgaben in der Bauwirtschaft, Forstwirtschaft oder Landschaftspflege übernehmen kann. Mit dem CAD-System können die Anschweissteile unkompliziert nach verschiedenen Durchmessern skaliert werden. Das Kinematik-Modul wird z.B. verwendet, um die vielfältigen Bewegungsabläufe der Bagger zu überprüfen.

Generell heisst das, dass keine Prototypen mehr gebaut werden müssen. Der Zusammenbau und die Überprüfungen im CAD-System erfolgen praktisch fehlerfrei. 2013 wurde die neue Generation der Schreitbagger «S10/S12» mit dem Innovationspreis der Messe Bauma in München ausgezeichnet.

Ein verlässlicher Partner

Quadrix, das Systemhaus mit jahrzehntelanger Erfahrung im Bereich PLM- und 3D-CAD, hat der Kaiser AG geholfen, die passende Softwarelösung optimal einzusetzen. Die intuitive Bedienbarkeit und der Leistungsumfang der Software sorgen nun bei Kaiser für hohe Produktivität. Kommt es trotzdem einmal zu Komplikationen, können sich die Systembetreuer auf den Support verlassen. V. Häusle lobt: «Die hervorragenden Schulungen von Quadrix sind für uns unverzichtbar.» Mit dem Systemhaus hat man einen verlässlichen Partner für die Zukunft gefunden.

Die Quadrix AG deckt das gesamte PLM-Spektrum ab: 3D-CAD, PDM, FEM, CAM, Präsentation, Konzept, Styling und Hardware. Die PLM-Lösungen werden nahtlos in die bestehende Unternehmens-IT integriert. <<

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