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Dienstag, 10. Januar 2012

Kranunion nutzt SpaceClaim im perfekten Zusammenspiel mit Simulationstool Ansys

Die Kranunion setzt den 3D-Direktmodellierer SpaceClaim erfolgreich in ihren Simulationsabteilungen ein. Ardelt, Kirow und Kocks ist der Verbund dreier Kranhersteller, die sich auf das Heben und Transportieren schwerer Lasten in den Bereichen Eisenbahn, Hafen, Werft und Stahlwerk spezialisiert haben. Das Unternehmen arbeitet mit SpaceClaim, um SolidWorks-Daten für Statik- und Stabilitätsanalysen aufzubereiten, vorhandene CAD-Modelle umzukonstruieren und den standortübergreifenden Datenaustausch zu vereinfachen.

Ardelt, Kirow, Kocks: Heben und Transportieren
Doppellenker-Wippdrehkrane sind die Domäne von Ardelt: die spezielle, 1932 patentierte und ständig weiter entwickelte Konstruktion steht für kurze Lastenwege, kurze Seil- und Pendellängen und eine vorteilhafte Schwerpunktlage. Dies ermöglicht neben geringen Wartungs- und Betriebsstoffkosten eine hohe Arbeitsproduktivität sowie lange Lebensdauer der Krane. Bei hochbeweglichen Eisenbahnkranen für Weichenumbau, Gleis- und Brückenbauarbeiten behauptet Kirow eine Spitzenposition. Kirow ist auch bei extrem robusten Schlackentransportern mit ihrem patentierten Sicherheitssystem führend. Dagegen gilt Kocks weltweit als Premium-Marke für gewichtsoptimierte Werft- und Hafenkrane sowie Marktführer für so genannte Goliath-Krane, die größte Flexibilität und Präzision beim Handling von Schiffssektionen bieten.

Gerade bei Ausschreibungen mit Anforderungen, die in Grenzbereichen des technisch Machbaren liegen, vertrauen Kunden immer wieder auf das Know-how der Kranunion. Aus diesem Grund spielen die Abteilungen für Berechnung und Simulation eine bedeutende Rolle. Schließlich besteht die Hauptaufgabe der Berechnungsingenieure darin, die Statik, Stabilität und Lebensdauer hochproduktiver Kranlösungen zu prüfen und im iterativen Wechselspiel mit den Konstrukteuren zu optimieren. Grundlegend für diesen Workflow ist ein Tool, das sozusagen als Scharnier zwischen der CAD- und der Simulationswelt fungieren kann. Und hier kommt SpaceClaim ins Spiel.

Scharnier zwischen CAD- und Simulationswelt

Wenn eine Statik-Abteilung CAD-Daten von Konstruktionen erhält, um sie in Ansys zu berechnen, muss sie die Volumengeometrie zuvor vereinfachen und Plattenmittelflächen generieren, um Schalenelemente für die Lastfallberechnungen vernetzen zu können. „Wir hatten kein passendes Werkzeug, um die 3D-CAD-Daten aus SolidWorks für die Analyse weiterzuverarbeiten. So kamen wir auf SpaceClaim, und das Programm hilft uns bei diesen Aufgaben richtig gut“, sagt Reimar Herrschuh, Berechnungsingenieur bei Kirow in Leipzig. Zur Seite stand dem Unternehmen dabei die Lino GmbH. Sie hat sich auf Technologie-Beratung spezialisiert und ist bereits seit 2007 autorisierter SpaceClaim-Vertriebspartner.

Hierbei erwies es sich als großer Vorteil, dass SpaceClaim sehr gute CAD-Importfunktionen besitzt und eine strategische Partnerschaft zu Ansys unterhält. Die integrierte Simulationsumgebung Ansys Workbench kann aus SpaceClaim heraus gestartet werden, und das Modell lässt sich somit nach der Aufbereitung nahtlos in der FEM-Statik-Anwendung analysieren. Herrschuh setzt die Software außerdem erfolgreich für die Übersetzung weiterer CAD-Daten des Unternehmens sowie von Zulieferern und Partnern ein und nutzt dazu SpaceClaim Floating-Lizenzen mit einem definierten Datenaustauschpaket.

Die Kompetenzschwerpunkte in der Kranunion sind historisch gewachsen: so werden in Leipzig Eisenbahnkrane, Weichentransportwagen und andere eisenbahntechnische Anwendungen konstruiert, in Ulm entwickeln die Ingenieure Schlackentransporter, in Eberswalde Wipplenkerkrane und in Bremen Containerbrücken.

„Unsere Abteilung betreut simulationstechnisch die Konstruktionsstandorte Leipzig und Ulm. Ardelt in Eberswalde und Kocks in Bremen haben eigene Statiker, wobei die Kollegen in Eberswalde ebenfalls mit SpaceClaim arbeiten“, erklärt Herrschuh.

Bereits nach einer eintägigen Grundschulung beim Vertriebspartner Lino im Frühjahr 2011 fanden sich die Leipziger Kranunion-Mitarbeiter in SpaceClaim zurecht. Die Lino-Experten zeigten Kirow sowohl den direkten und einfachen Weg von der 2D-DWG/DXF-Skizze zum 3D-Modell, als auch vom Volumenmodell zum Flächenmodell inklusive der Mittelflächenfunktion. Dies hat einen großen Zeitgewinn bei der Simulationsvorbereitung ermöglicht.

Seither nutzen die Kranunion-Mitarbeiter die Software produktiv. Für den beschriebenen Workflow, aber auch für andere, wenn die Engineering-Welt mal wieder verzwickt ist, und flexible Tools einen besonderen Nutzen entfalten können: In einem konkreten Fall ging es darum, CAD-Daten eines Maschinenbauteils, die nur in Ansys vorhanden waren, aus Ansys herauszuschreiben, in SpaceClaim zu importieren, zu reparieren und als STEP-Datei an einen Engineering-Partner zur Weiterbearbeitung zu schicken.

Komplexe Geometrie einfach bearbeiten und Zeit sparen
„SpaceClaim wird bei uns zur Simulationsvorbereitung von Geometrie aus verschiedenen 3D-CAD-Systemen und zum Transfer von Daten zwischen den einzelnen CAD-Systemen erfolgreich eingesetzt. Wichtig ist für uns, ein intuitiv zu bedienendes Tool zu nutzen, um Geometrie zu vereinfachen und auch komplexe Modelle zu erstellen, ohne uns mit den komplizierten Möglichkeiten anderer CAD-Tools auseinandersetzen zu müssen“, betont der Simulationsfachmann. Früher musste Herrschuh die 3D-Daten zunächst in 2D übersetzen und danach die Linien importieren und die Konstruktion in 2D aufbauen. Jetzt lädt er das komplette 3D-Modell in SpaceClaim und erzielt damit insbesondere bei großen Konstruktionen einen riesigen Zeitgewinn: „Für die Erstellung einer Geometrie für die Simulation von Bottom up mit Key points, Linien und Flächen bis zum fertigen Modell brauchten wir früher durchaus zwei Tage. Heute dauern der Import des 3D-Modells und die Aufbereitung in SpaceClaim in etwa eineinhalb Stunden.“

Auf die Frage, ob sich die Investition in SpaceClaim bei Kirow denn bereits amortisiert habe, lacht Herrschuh: „Ich bin kein Kaufmann! Aber amortisiert hat sich das schon richtig. Wenn man ein vernünftiges Werkzeug bekommt, dann ist man zufrieden, da rechnet sich die Investition sofort. Und finanziell: Wenn Sie einen Auftrag haben, der wesentlich von Geometrieimport und -export abhängt, dann genügt unter Umständen dieser eine Auftrag, um die Investition in SpaceClaim hereinzuholen.“