Im Tunnelbau sind Maschinen und deren Komponenten extremer mechanischer Beanspruchung und starken Vibrationen ausgesetzt. Soll eine Schaltschrank-Kombination in diesem Umfeld bestehen, muss sie äußerst robust konstruiert sein. Insbesondere dann, wenn im Inneren des Schaltschranks zusätzlich ein Trafo mit einem Gewicht von zwei Tonnen untergebracht ist. Trotz der Belastung wurde seitens des Kunden auf eine bedienerfreundliche Montage und einem unkomplizierten Transport zum jeweiligen Einsatzort auf der Baustelle großen Wert gelegt. Um sowohl das Gewicht des Trafos tragen als auch den mechanischen Beanspruchungen und Vibrationen standhalten zu können, fertigte die Firma Schimscha einen stabilen Stahlrohrrahmen um die komplette Schaltschrank-Einheit. Die unteren Profile bildeten die Schaltschrank-Experten zu Kufen aus, so dass sich die gesamte Konstruktion wie ein Schlitten über den Boden ziehen lässt. Durch das schlanke Gesamtmaß von 6,5m Länge und 1,5m Breite ist die Transportfähigkeit auf der Baustelle durchweg gewährleistet. Um eine hohe Schutzart bei den Schaltschränken zu erreichen, wurden diese mit einer doppelten Dichtung in der Türe versehen.
Beengte Platzverhältnisse
Bei einem weiteren Spezialfahrzeug im Tunnel- und Bergbau wurde ein Schaltschrank benötigt, der die empfindliche Elektronik ebenso zuverlässig vor Vibrationen, mechanischen Beanspruchungen, wechselnden Witterungseinflüssen und Schmutz schützt. Zudem musste der Schaltschrank so konstruiert sein, dass er die räumlichen Bedingungen im Fahrzeug effizient ausnutzt und sich entsprechend gut darin einfügt. Aufgrund der geforderten Robustheit wurde der Schaltschrank aus Stahlblech gefertigt – doppelt pulverbeschichtet für einen hohen Korrosionsschutz. Um den Zugang zu den Elektronikbauteilen im Fahrzeug so komfortabel wie möglich zu gestalten, wurden die Mittelstege in einer geschraubten, herausnehmbaren Ausführung gewählt. Drei verstellbare Montageplatten sowie ein individueller Ausbau bieten zusätzliche Flexibilität. Spezielle Dichtungen verhindern das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit.
Vibrationen auf Rangierlok trotzen
Wer für die Bahn und ihre Zulieferer fertigt, muss hohen Ansprüchen genügen. Schließlich sind Schienenfahrzeuge vor allem durch Schwingungen und Vibrationen stark belastet. Beim Schweißen müssen deshalb entsprechende Normen und Richtlinien zwingend erfüllt werden. Zudem wünschte der Kunde, dass der Schaltschrank für die Rangierlokomotive hohe mechanische Festigkeit aufweist, damit er den Beschleunigungen und Fliehkräften zu jeder Zeit sicher standhalten kann. Zu guter Letzt gehörte es zur Aufgabenstellung, durch eine kompakte Bauweise auf die beengten Platzverhältnisse im Führerhaus Rücksicht zu nehmen. Aufgrund der hohen zu erwartenden Belastungen konstruierte Schimscha den Schaltschrank als Rahmenkonstruktion aus Stahlblech und schweißte ihn gemäß der Norm EN 15085-2. Der Nachweis der mechanischen Festigkeit und Stabilität erfolgte durch eine Finite-Elemente-Analyse (FEA). Durch eine hochwertige Pulverbeschichtung, die in der firmeneigenen Anlage aufgebracht wurde, erhielt der Schaltschrank einen zuverlässigen Korrosionsschutz. Damit der knappe Einbauraum bei der Bestückung mit elektrischen Komponenten bestmöglich ausgenutzt werden kann, integrierten die Spezialisten zusätzlich zwei verzinkte 19-Zoll-Schwenkrahmen. Eine umlaufende Lochrasterung ermöglicht eine weitgehende Flexibilität beim Ausbau des Schaltschrankes. Die Seitenwände sind so konstruiert, dass sie sich bei Bedarf unkompliziert demontieren lassen.
Wohl temperierte und trockene Elektronik
Ein Hersteller von Geländefahrzeugen wünschte sich einen Schaltschrank, der empfindlichen Elektronikteilen wirkungsvollen Schutz beim Außeneinsatz bietet. Die in diesem Zusammenhang entstehenden starken Erschütterungen und mechanischen Belastungen stellen hohe Anforderungen an die Robustheit von Material und Konstruktion da. Auch den wechselnden Witterungseinflüssen wie Sonneneinstrahlung, Frost oder Niederschlag galt es standzuhalten. Ebenfalls wichtig für den störungsfreien Betrieb der Elektronik: Selbst bei starken Temperaturschwankungen darf kein Kondensat im Innenraum entstehen. Aufgrund der besonderen Anforderungen wählte die Firma Schimscha Aluminium als Material. Des Weiteren wurde der Schaltschrank doppelwandig konstruiert und mit Lüftungsschlitzen im oberen Randbereich versehen. Die so entstehende zirkulierende Luftschicht zwischen der äußeren und inneren Schrankwand hilft das Temperaturniveau im Innern nahezu konstant zu halten. Die Innenflächen wurden bewusst nicht lackiert, damit die Wärme aus dem Innenraum so effektiv wie möglich nach außen abgegeben wird. Durch die Integration einer Schaltschrankheizung stellte der Hersteller sicher, dass sich auch im Falle starker Temperaturschwankungen kein Kondensat bildet.
Interview mit Katrin Schimscha, Unternehmensnachfolgerin (fünfte Generation) des Familienunternehmens Schimscha
„Wirtschaftliche Lösungen in Serien- und Einzelfertigung“
Wie kam es, dass Sie sich ausgerechnet auf die Fertigung von Schaltschränken für solch anspruchsvolle Anwendungen wie die Verkehrstechnik spezialisiert haben?
Katrin Schimscha: Die Schimscha GmbH wurde 1896 als Spenglerei und Kupferschmiede gegründet. Über die Jahrzehnte hinweg hat sich das Unternehmen und so auch das Produktportfolio stetig weiterentwickelt. Ab 1969 haben wir mit der Produktion von Leergehäusen für die Elektro- und Maschinenbauindustrie begonnen. Im Zeitverlauf fasste man in den unterschiedlichsten Branchen Fuß: so auch in der Verkehrstechnik oder der Pharma- und Lebensmittelindustrie. Heutzutage entwickeln, konstruieren und produzieren wir in enger Abstimmung mit unseren Kunden wirtschaftliche Lösungen in Serien- oder Einzelfertigung.
Wie erfolgt typischerweise die Entwicklung und Erarbeitung eines Kundenprojektes?
Der erste Schritt besteht darin, die spezifischen Anforderungen des Kunden zu verstehen, um sie bestmöglich und kostenoptimiert konstruktiv umzusetzen. Unsere erfahrenen Projektleiter und Konstrukteure suchen die Kommunikation mit unseren Kunden und unterstützen sie in allen Phasen der Entwicklung ihrer individuellen Komplettlösung. Aber auch, wenn sie eine Experten-Beratung im Hinblick auf ein technisches Problem benötigen, sind wir als beratender Partner zur Stelle. Anschließend folgt die Konzeptentwicklung, d.h. die Auswahl geeigneter Fertigungsverfahren für eine kostenoptimierte Produktion, die Bestimmung der erforderlichen Werkzeuge und Maschinen sowie die Erstellung eines groben Entwurfs. Im Rahmen der technischen Ausarbeitung und Detailkonstruktion werden dann detaillierte technische Zeichnungen erstellt. Falls erforderlich schließt dann ein Prototypenbau an. Wir haben unseren Maschinenpark so ausgelegt, dass wir sowohl ab Losgröße 1 bis hin zur Serienfertigung kosteneffizient produzieren können. Die abschließende (Serien-) Fertigung erfolgt dann gemäß den technischen Zeichnungen und Spezifikationen auf unseren knapp 23.000m² Produktionsfläche. Das Qualitätssiegel „Made in BaWü“ steht dabei für 127 Jahre zertifiziertes Knowhow, kurze Entscheidungswege, Flexibilität sowie preis-leistungsstarke und faire Herstellerkonditionen.
Sind für eine solch Art von Applikationen überhaupt Lösungen von der Stange denkbar, oder sind die Anforderungen so individuell, dass es sich immer um Unikate handelt?
Dies ist immer abhängig von der Art der Anforderung und der Komplexität des Produkts bzw. der Anwendung. Bei ’simplen‘ Anforderungen können selbstverständlich Lösungen von der Stange verwendet werden. Diese Schränke erfüllen die grundlegenden Anforderungen für einen sicheren Betrieb und schützen die sensible Elektronik. Allerdings erfordern viele Anwendungen, so wie auch des häufigeren im Bereich der Verkehrstechnik, spezifische Anpassungen und Konstruktionen, die über die Konfigurationsmöglichkeiten einer Lösung von der Stange hinausgehen. Diese Anpassungen betreffen dann in der Regel z.B. Größe, Form, Funktionen, integrierte Komponenten, spezielle Ausbrüche, Schutzgrad oder Schutzfunktionen.
www.schimscha.de
