Konfigurierbarer Lastbalken

MANAGEMENT SUMMARY

Bei der Montage eines Aufzuges ist es nicht immer möglich, Wände oder Maschinenraumdecke zu belasten. Dies erschwert das Heben von schweren Aufzugskomponenten, da Hebevorrichtungen nicht angebracht werden können. Eine Alternative dazu bildet das Lastbalkensystem (Versetzhilfe). Der Auftrag dieser Diplomarbeit bestand in der Erarbeitung einer digitalen konfigurierbaren Lösung (Tool) eines Lastbalkensystems, mit welcher Motoren oder andere schwere Gegenstände im Falle einer verunmöglichten Belastbarkeit von Wänden und/oder Maschinenraumdecke im Maschinenraum gehoben werden können. Das zu erstellende Tool sollte die Eingabe des Bearbeiters kontrollieren und die Erfolgskontrolle sicherstellen.
Das Lastbalkensystem wurde zuerst in vier verschiedene Hauptbaugruppen unterteilt (Trägerprofile, Trägerverbindungen, Stützenprofile, Bodenbefestigung). Diese wurden einzeln analysiert und auf Lösungsvarianten untersucht. Von diesen Varianten wurde die beste Lösung zusammengestellt, als Basis für die zu erarbeitende Konstruktion umgesetzt und als Grundlage für das Tool sowie für 2D und3D Skizzen verwendet.
Durch das erstellte Excel Berechnungs-Tool kann schnell und einfach eine passende Lösung bezüglich Wahl von Lastbalken eruiert werden. Ein besonderer Vorteil ist, dass diese Lösung von Mitarbeitern ohne technische Ausbildung angewandt werden kann und die Auslegung des Lastbalkensystems trotzdem funktioniert, da es so konstruiert wurde, dass Regeln und Einschränkungen Fehleingaben und Fehlauswahlen verhindern.
Anschliessend kann zur Angebotserstellung direkt mit der zusätzlich in dieser Arbeit erstellten 2D Modell Vorlage eine Projektskizze des Lastbalkensystems generiert werden. Im Falle eines Auftrages kann über das Bestellformular, welches das Excel-Tool automatisch ausgibt, beim Lieferanten ein passendes Angebot eingeholt werden. Die erstellte 3D Konstruktion kann zur Erweiterung des Stützensortimentes verwendet werden, findet aber in der Endanwendung keinen Gebrauch mehr.
Die in dieser Arbeit entwickelte Anwendung "Konfigurierbarer Lastbalken" kann als technische Lösung zur Erstellung von kundenspezifischen Lastbalkenkonstruktionen im Bereich Instandhaltung, Installation und Modernisierung eingesetzt werden.

Pflichtenheft

Projektname

Konfigurierbarer Lastbalken (Abbildung 3)

Entwicklungsart

Diese Diplomarbeit erstellt nicht nur ein Konzept, sondern entwickelt ein Tool, welches zur Produktion/Fertigung auch eingesetzt werden kann.

Ausgangslage

Bei kleineren Aufzugsmodernisierungen oder Ersatzanlagen kann es vorkommen, dass die Decke oder die Seitenwände des Maschinenraumes nicht belastet werden können/dürfen. Aus diesem Grund wird für die Montage sowie für zukünftige Reparaturen des Antriebs oder von anderen schweren Aufzugskomponenten ein Lastbalken als stationäre Lösung verlangt.

Problemdefinition

Da jedes Gebäude individuell ist, muss die Konstruktion des Lastbalken anpassbar sein und eine gewisse Flexibilität in der Anwendung aufweisen. Die benötigte Festigkeit des Lastbakens hängt von der Anlage ab, da nicht jeder Aufzug über einen Motor oder ein Getriebe im selben Gewichtsbereich verfügt.
Da sich die beiden Seiten des Lastbalkens nicht immer auf derselben Höhe befinden (siehe Handskizze in Abbildung 3, rechts), muss es möglich sein, den Balken so auf den Stützen zu montieren, dass dieser horizontal gerade ist.
Die Abteilung MDC, in der das in dieser Arbeit zu entwickelnde Tool benötigt wird, ist nicht nur in der Deutschschweiz, sondern auch in den anderen Sprachregionen der Schweiz vertreten. Das Konfiguration- und Berechnungstool muss für alle verständlich und somit mehrsprachig sein (Deutsch, Französisch, Italienisch).
 

Zielformulierung

1.    Erstellen aller Konstruktionen und Stücklisten.
2.    Die Festigkeit muss anhand eines mehrsprachigen Tools (Deutsch, Französisch, Italienisch) überprüfbar sein.
3.    Erstellung einer parametrischen 2D CAD Vorlage, da einige Mitarbeiter in 2D (und nicht 3D) CAD arbeiten.
4.    Eruierung der Einsatzgrenzen bezüglich Dimensionen.
5.    Eruierung der Einsatzgrenzen bezüglich Lasten.
6.    Mit dem Konfigurationstool muss es möglich sein, eine Stückliste für die gewählte Konfiguration der Lastbalken zu erstellen,         damit beim Lieferanten ein Angebot eingeholt werden kann.
7.    Alle Konstruktionen und Berechnungen müssen den geschäftsinternen Regelungen entsprechen.

AUSBLICK

Anfangs war die hier entwickelte Anwendung nur für Mitarbeiter mit technischem Abschluss gedacht. Mit der Zeit hat sich herauskristallisiert, dass die Endanwendung so vereinfacht und intuitiv bedienbar ist, dass auch Personen ohne technische Ausbildung im Stande sind, das Tool fehlerfrei zu bedienen.
Das in dieser Arbeit erstellte Tool wird noch durch ein Review auf Fehler und Anomalien durch die Engineering Abteilung des MDC gecheckt, bevor es offiziell angewendet werden darf.
Wenn bei der Massaufnahme eines Auftrages festgestellt wird, dass das Versetzen oder Ersetzen von sperrigen oder extrem schweren Bauteilen nicht durch eine Lasthacken unterstützt werden kann, weil Wände oder Decke nicht belastet werden dürfen, kann der MDC Mitarbeiter jetzt mit diesem Tool einfach und korrekt die benötigten Träger und Stützen (Lastbalkensystem) bestimmen und bestellen.
Andere Materialien (S275JR, E355, E295) sind bereits vorkonfektioniert und können in Fällen, in welchen der Standardbaustahl S235JR nicht genügt, ausgewählt werden. Das Tool kann durch mögliche Spracherweiterungen (z.B. Chinesisch, Spanisch) auch in internationalen Abteilungen in Europa (aber nicht auf anderen Kontinenten, da sich die hier verwendeten Maschinenbaurichtlinien nur auf Europa beziehen) zum Einsatz kommen.
Zusätzlich einen HEB80 Stützenträger in die Auswahl aufzunehmen wäre optimaler gewesen, um die Abstufung der Stützenträger zu verfeinern. Leider war das nicht möglich, weil dieser Stützenträgertyp nicht beim Lieferanten bezogen werden kann.
Das Tool ist so aufgebaut, dass die integrierte Datenbank mit beliebigen Trägern erweitert werden kann und die Festigkeitsberechnung und die korrekte automatische Trägerauswahl gewährleistet ist. Die dazugehörigen 3D Konstruktionen müssen aber zusätzlich erstellt werden, da der Lieferant eine Zeichnung für die Fertigung benötigt.

SCHLUSSWORT

In dieser Diplomarbeit konnte ich das im Studium erlernte Wissen anwenden und mir angeeignete Methoden kombinieren. Die Eruierung der Varianten war für mich sehr spannend, vor allem die Überlegungen dazu, welche Berechnungen überhaupt nötig sind. Das Programmieren in den verschiedenen Programmen hat mir persönlich sehr genützt, ich konnte mich enorm verbessern und weiterentwickeln in diesem Bereich, vor allem in Excel.
Mit dem Zeitmanagement für die 3D Konstruktionen habe ich mich allerdings verschätzt. Bisher hatte ich noch nicht mit dem Creo Parametric 3.0 3D Programm, aber mit anderen wie Inventor, Solidworks oder Fusion360 gearbeitet. Die Einarbeitung ins Creo Parametric 3.0 hat viel Zeit und Nerven benötigt. Ich hätte früher damit beginnen sollen. Dieses Programm aber nun zu beherrschen nützt mir persönlich wie auch geschäftlich.
Ich bin sehr stolz auf mein in dieser Arbeit entwickeltes Tool und bin überzeugt, dass es in meiner Abteilung auch verwendet werden kann und einen Nutzen bringt. Für mich ist das ein gelungener Abschluss meiner dreijährigen Ausbildung.