Konzeptentwicklung und Bewertung modularer Kabinen
Entscheidungsgrundlage für zukünftige Neuanlagen der EMCH Aufzüge AG
Wie lässt sich eine Aufzugskabine modular aufbauen, wirtschaftlich fertigen und im engen Schacht montieren? In meiner Diplomarbeit habe ich für die EMCH Aufzüge AG drei Kabinenkörperkonzepte entwickelt, im CAD ausgearbeitet und systematisch verglichen. Daraus entstand eine begründete Empfehlung für die Weiterentwicklung zukünftiger Neuanlagen.
Ausgangslage
Die EMCH Aufzüge AG in Bern fertigt kundenspezifische Aufzugsanlagen in Einzel- und Kleinserien. Unterschiedliche Kabinenabmessungen und Gestaltungswünsche müssen mit einer wirtschaftlichen Fertigung und Montage vereinbar sein. Ein modularer Kabinenkörper soll dabei helfen, wiederkehrende Bauteile und Verbindungen zu nutzen und gleichzeitig individuelle Kundenlösungen zu ermöglichen.
Eine besondere Herausforderung ist der begrenzte Platz im Aufzugsschacht. Alle Verbindungen müssen von der Kabineninnenseite oder vom Dach aus erreichbar sein. Die Konstruktion und die Reihenfolge der Montage müssen deshalb aufeinander abgestimmt werden.
Ziel der Arbeit
Ziel meiner Diplomarbeit war es, drei unterschiedliche Kabinenkörperkonzepte zu entwickeln und ihre technischen und wirtschaftlichen Eigenschaften nachvollziehbar zu bewerten. Die EMCH sollte damit eine Entscheidungsgrundlage erhalten, welches Konzept sich für die weitere Entwicklung am besten eignet.
Als gemeinsame Vergleichsbasis diente eine Referenzkabine für 630 kg Nutzlast mit einer Grundfläche von 1’100 × 1’400 mm. Im Mittelpunkt standen Fertigungsaufwand, Montagefreundlichkeit, Materialeinsatz, Nachhaltigkeit und Kundenflexibilität.
Entwicklung der drei Konzepte
Aus den Anforderungen leitete ich drei Lösungsansätze ab und arbeitete sie mit vergleichbarem Detaillierungsgrad im CAD aus:
ModulSteel – Konzept A: Wandrahmen aus gekanteten Stahlprofilen mit einer Verkleidung aus rostfreiem Stahl. Die Bauweise knüpft an die vorhandenen Fertigungsmöglichkeiten der EMCH an.
ModulFrame – Konzept B: Ein verschraubter Aluminiumrahmen mit eingesetzten Paneelen. Dieses Konzept bietet besonders viel Spielraum bei Abmessungen und Gestaltung.
ModulLight – Konzept C: Gekantete Paneele aus rostfreiem Stahl, die in den Bodenrahmen eingesetzt werden. Der Ansatz verbindet einen leichten Aufbau mit einer Montage durch Einstecken.
Für jedes Konzept erstellte ich CAD-Modelle, Konzeptpläne und Stücklisten. Zusätzlich beschrieb ich die Verbindungen und den Montageablauf. Bei allen drei Varianten ist die Montage von innen oder vom Dach aus auf Konzeptstufe vorgesehen.
Bewertung und Ergebnis
Die Konzepte verglich ich mit einer gewichteten Nutzwertanalyse und einer technisch-wirtschaftlichen Bewertung nach VDI 2225 Blatt 3. Grundlage waren unter anderem die ermittelten Bauteilmassen sowie geschätzte Fertigungszeiten, Montagezeiten und Kosten. Anschliessend untersuchte ich, wie sich veränderte Kriteriengewichte und Materialpreise auf die Rangfolge auswirken.
ModulSteel erreichte mit 88,0 % den höchsten Nutzwert. ModulLight folgte mit 81,3 %, ModulFrame mit 75,1 %. Unter den getroffenen Annahmen verbindet ModulSteel die günstigsten Herstellkosten mit kurzen Fertigungs- und Montagezeiten. Zudem lassen sich bestehende Fertigungsmittel und Erfahrungen der EMCH nutzen.
ModulLight bleibt eine interessante Alternative und ist mit rund 336 kg die leichteste Variante. ModulFrame bietet die grösste Kundenflexibilität, ist in der untersuchten Ausführung jedoch schwerer und kostenintensiver. Die Rangfolge blieb bei den geprüften Änderungen der Kriteriengewichte und Materialpreise bestehen.
Nutzen und nächste Schritte
Die Arbeit liefert der EMCH eine dokumentierte Grundlage für die weitere Entwicklung eines modularen Kabinenkörpers. Die Unterschiede zwischen den Konzepten sind nachvollziehbar dargestellt, die bevorzugte Variante ist begründet und die noch offenen Punkte sind benannt.
Ich empfehle, ModulSteel weiterzuverfolgen und ModulLight als Alternative zu prüfen. Der nächste Schritt ist die praktische Erprobung an einem Funktionsmuster. Dabei sollen insbesondere Montagezugänglichkeit, Toleranzen sowie Fertigungs- und Montagezeiten überprüft werden. Vor einem Einsatz sind ausserdem die erforderlichen Nachweise zu Tragfähigkeit, Brandschutz und Normkonformität zu erbringen.
Oliver Wirz
Mein Name ist Oliver Wirz. Ich arbeite als Projektleiter Modernisierung bei der EMCH Aufzüge AG und absolviere berufsbegleitend die Weiterbildung zum Maschinenbautechniker HF an der TEKO Bern. Mich interessiert, wie sich technische Lösungen praxisnah
oliverwirz4@gmail.com
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