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Felix Kolbe

• Der zunehmende Preisdruck und die steigenden Ausgaben von Unternehmen veranlasst diese, durch z.B. technische Verbesserungen oder effizientere Herstellverfahren, den Kosten entgegenzuwirken. Dieser kontinuierliche Verbesserungsprozess durchläuft jedes erfolgreiche Unternehmen. In diesem Prozess entstehen viele verschiedene Lösungswege, um Verbesserungen zu erzielen. Eine Möglichkeit, um dieDer zunehmende Preisdruck und die steigenden Ausgaben von Unternehmen veranlasst diese, durch z.B. technische Verbesserungen oder effizientere Herstellverfahren, den Kosten entgegenzuwirken. Dieser kontinuierliche Verbesserungsprozess durchläuft jedes erfolgreiche Unternehmen. In diesem Prozess entstehen viele verschiedene Lösungswege, um Verbesserungen zu erzielen. Eine Möglichkeit, um die Herstellkosten zu senken, ist die Umstellung des Fertigungsverfahrens von geeigneten Bauteilen. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Analyse von potentiellen Bauteilen, deren Fertigungsverfahren umgestellt werden kann, und der Umstellung von einer Schweißkonstruktion auf Gusskonstruktion. Zunächst wird eine Auswahlliste von Konstruktionen, deren Umstellungspotential ausgewertet wird, erstellt. Kriterien sind hierbei die hergestellten Stückzahlen in den vergangenen Jahren, die Herstellkosten pro Bauteil und das Gewicht. Aus dieser Liste gehen die Bauteile mit dem größten Optimierungspotential hervor. Nach der Analyse wird ein Bauteil für eine Umstellung auf eine Gusskonstruktion ausgewählt. Hierbei handelt es sich um einen Bohrschlitten einer Horizontalbohrmaschine der Firma Herrenknecht. Als nächsten Schritt wird ein Redesign, anhand der Gestaltungsregeln für Gussbauteile, des Bohrschlittens erstellt. Die neue Konstruktion aus dem Gusswerkstoff GJS 500-14 wird einer Festigkeitsberechnung mit Ansys Workbench unterzogen, da diese einem Drehmoment von 120 kNm und zusätzlich einer Zugbelastung von 3000 kN oder einer Druckbelastung von 1000 kN standhalten muss. Mittels der FEM-Analyse wird ein iterativer Optimierungsprozess durchgeführt. Durch die Umgestaltung des Bohrschlittens muss der Umgriff, der den Bohrschlitten am Abheben von den Schienen hindert, neu konstruiert werden. Auch der Umgriff wird auf die auftretende Belastung von 148,21 kN bzw. 574,37 kN gerechnet. Der vordere Umgriff wird mit acht Schrauben an den Bohrschlitten angeschraubt. Die Sicherheit der Schrauben werden nach VDI 2230 berechnet. Dabei ergibt sich eine Sicherheit gegen das statische Fließen von mindestens 1,21. Die dynamische Sicherheit bei einem Lastwechsel von 40.000 beträgt 1,18 an der am meisten belasteten Schraube. Der hintere Umgriff wird durch eine zweireihige Verschraubung an den Bohrschlitten angebracht. Die untere acht Schrauben besitzen eine statische Sicherheit von 1,18. Die obere Schraubenreihe, die sechs Schrauben enthält, hat eine statische Sicherheit von 1,33. Die dynamische Sicherheit bei einem Lastwechsel von 40.000 beträgt in der unteren Schraubenreihe 1,1 und in der oberen Schraubenreihe 1,6. Eine abschließende Bewertung der Gusskonstruktion ist zu diesem Zeitpunkt nur eingeschränkt möglich, da keine Angebote der Gießerei und der anschließenden spanenden Bearbeitung vorliegen. Daher lässt sich kein Kostenvergleich zwischen dem alten und dem neuen Bohrschlitten erstellen. Ein Vergleich des Gewichts ist allerdings möglich. Die neu Gusskonstruktion wiegt 2.000 Kg. Somit ist diese 350 Kg schwerer als der alte Bohrschlitten, der 1.650 Kg wiegt. Dabei ist zu erwähnen, dass für das Gewicht des alten Bohrschlittens der Schweißzusatz nicht mit einberechnet ist. Somit ist der tatsächliche Gewichtsunterschied geringer.…