Der Auftrag lautet ein Werkzeug zu entwickeln, welches es möglich macht, die Sicherungsstifte zu entfernen. Dies soll im eingebauten Zustand der Bremskomponente möglich sein. Das heisst in einem engen Raum maximale Performance zu erbringen.
Im Bildungszentrum der Login Berufsbildung AG in Olten machen wir uns an die Lösungsfindung. Dabei versuchen wir, die angehenden Polymechaniker möglichst in den Prozess einzubinden um ihnen diese Entwicklungsphase als Lehrbeispiel mit auf den Weg zu geben.
Klar ist, dass es ein Hebelsystem braucht. Dieses muss in einem Raum von 43 mm Höhe einen Pressweg von mindestens 20 mm erbringen können.
Wir entwerfen das Werkzeug so, dass es das 1.5-fache der nötigen Kraft aufweisen kann.
Folgende offene Punkte ergeben sich dadurch zur Berechnung:
Ermittlung der nötigen Presskraft:
• Über die Handkraft welche den Sicherungsstift in Drehung bring
• Reibungskraft des Sicherungsstiftes
Optimale Form des Werkzeuges:
• Geometrie Daten (Länge, Höhe, Drehpunkt)
• Hebekraft F1
• Form des Hebels
• Durchbiegung
• Durchmesser des Bolzens im Drehpunkt
Nach den Berechnungen gehen wir in die Entwicklung. Dazu verwenden wir das CAD Programm Autodesk Inventor. Wir modellieren alle einzelnen Bauteile und montieren sie virtuell in der Baugruppe. Dabei achten wir darauf, dass möglichst viele Komponenten Normteile sind, da diese zu einem deutlich günstigeren Preis eingekauft werden können. Nun geben uns die fertigen Baugruppen einen guten Eindruck, ob sich die berechneten Daten an unserem Werkzeug umsetzen lassen.
Anschliessend erstellen wir sämtliche Fertigungszeichnungen, Stücklisten und Montagepläne.
Danach geht es in die Fertigung des ersten Prototyps. Sämtliche Komponenten werden bei uns im Bildungszentrum in Olten von lernenden Polymechanikern und Produktionsmechanikern hergestellt und montiert.
Den fertigen Prototypen testen wir bei der SBB im Werk Olten direkt unter dem Zugwagen. Nach Abschluss der Tests, nehmen wir nötigen Anpassungen am Werkzeug vor und schreiben eine offizielle Offerte für die verschiedenen Positionen. Die Preise berechnen wir dabei unter Berücksichtigung folgender Kriterien: Die Materialkosten, Fertigungskosten, Kosten für die Oberflächenbehandlungen und Normteile.
Nach dem Eingang der Bestellung von der SBB für die Werkzeuge starten wir mit der Vorbereitung für die Serienproduktion. Wir bestellen sämtliches Material und Werkzeuge.
Die Produktion wird von Lernenden durchgeführt und von uns eng begleitet und unterstützt.
Werkzeug Entfernung Sicherungstift
Das Projekt hat sich auf 4 Meilensteine sowie Initialisierung, Planung, Realisierung und Abschluss entwickelt. Erste Phase (Initialisierung) hat sich schnell erledigt. Die Erfahrungen, die wir bei den Semesterarbeiten gewonnen haben, haben wir effizient angewendet.
Projekt Realisierung hat uns viel Zeit gekostet. Am Anfang nach verschiedenen Ansätzen und Misserfolgen, finden wir eine gute und umsetzbare Lösung. Wir fertigen erste Prototypen und merken bald, dass wir die nötige Presskraft, um den Sicherungsstift zu entfernen, deutlich unterschätzt haben. Um unsere Fehler zu beseitigen haben wir angefangen zu berechnen.
Die Kraft, die Sicherungsstift auspressen wird, ist unsere Bezugspunkt. Alle weiteren Berechnungen beziehen sich auf sie.
So eine Entwicklung brauchte alle Details zu berücksichtigen. Obwohl wir sicher waren, dass wir alle Details vorgenommen haben, am Schluss haben wir gesehen, die Punkte, die wir vernachlässigt haben, sowie Hebeschraube und Gewindelänge. Wir haben uns sehr viel auf Hebel konzentriert, dass wir alle anderen Bauteile im Betrieb auf Festigkeit nicht in Betracht gezogen.
Die 43 mm Raumhöhe war uns die grösste Herausforderung. In dieser Spalte ein effizientes, robustes und ergonomisches Werkzeug zu entwickeln war uns sehr komplex.
Wir haben alle gelernte im Studium, um es zu entwickeln angewendet. Alle berechneten Resultate auf CAD veranschaulicht und auf Machbarkeit überprüft. Dabei die Ressourcen (Material, Maschinen und Lernende) und Kosten beachtet.
Die Prototypen haben wir mit Auftraggeber direkt unter dem Wagen überprüft und die Zufriedenheit in seinen Augen gesehen. Er ist zufrieden wir sind fröhlich.
Unser Werkzeug ist erweiterbar. Nach Kundenwunsch können wir die Druckseite mit einem zweiten Hebel weiterentwickeln, um schneller auszupressen.
Ich habe 2 Punkte, die ich unbedingt verbessern muss.
• Deutsch Schreiben: Ich habe gesehen, je mehr ich schreibe desto besser wird mein deutsches Schreiben. Ich werde dranbleiben, mein deutsches Schreiben zu perfektionieren.
• Nutzung des CAD-Programms: Nach ein Semester CAD Unterricht kann ich einzelne Bauteile zeichnen und einfache Baugruppen zusammenfügen. Da ich beruflich nicht brauche und kein Programm zur Verfügung steht (Lizenz abgelaufen) werde ich so lassen wie es ist, bis eine weitere Herausforderung.
