Das neu entwickelte Großschranksystem VX25 im durchgängigen 25-mm-Raster ist vor allem ein Zeitsparer in der Fertigung/Montage. Das war das wichtigste Ziel der Neuentwicklung.

Das neu entwickelte Großschranksystem VX25 im durchgängigen 25-mm-Raster ist vor allem ein Zeitsparer in der Fertigung/Montage. Das war das wichtigste Ziel der Neuentwicklung. Rittal

Bei der Entwicklung des neuen Großschranksystems spielte eine breite und technisch fundierte Usability-Studie die entscheidende Rolle. Die mit der Erhebung beauftragten Wissenschaftler dokumentierten in Schrift, Bild und Film den Arbeitsalltag bei Steuerungs- und Schaltanlagenbauern: bei zehn Unternehmen in Deutschland, acht in den USA und bei sechs in China. Darunter befanden sich kleine, mittelständische und große Unternehmen. Als Ergebnis kristallisierten sich 150 systematisch erhobene und konkrete Anforderungen an einen neuen Schaltschrank heraus. Diese Anforderungen bildeten eine belastbare Basis für die Produktentwicklung seitens der Entwickler und Produktmanager. Die Anforderungen aus der Studie ergänzte der Schaltschrankhersteller um die Erkenntnisse des ebenfalls eingebundenen Kundenbeirats. Keinen einzigen der wesentlichen Punkte hat Rittal später bei der Entwicklung aufgegeben.

Das neu entwickelte Großschranksystem VX25 im durchgängigen 25-mm-Raster ist vor allem ein Zeitsparer in der Fertigung/Montage. Das war das wichtigste Ziel der Neuentwicklung.

Eine groß angelegte Usabilty-Studie – welche Anforderungen haben die Anwender – war die Grundlage für die Entwicklung dieses neuen Großschranksystems VX25, das die Baureihe TS 8 ablösen soll. Rittal

Das Ergebnis der Entwicklung ist das Großschranksystem ‚VX25‘, das im April erstmals vorgestellt wurde und nun das Schaltschranksystem ‚TS 8‘ ablösen soll. Der Name VX25 ist Programm und steht für die Vielfalt an Möglichkeiten, das Erfüllen x-facher Kundenanforderungen und für eine perfekte Symmetrie durch ein übergreifendes, durchgängiges 25-mm-Maßraster. Der Nutzen für die Steuerungs- und Schaltanlagenbaus lässt sich in drei Kernpunkte zusammenfassen:

  • geringere bauliche Komplexität des Schaltschranks
  • deutliche Zeitersparnis und höhere Sicherheit in der Montage sowie
  • höchste Datenqualität und Datendurchgängigkeit in der CAD-Konstruktion.
Bei der Neuentwicklung ist es gelungen, durch ein übergreifendes, durchgängiges 25mm-Maßraster und voller Symmetrie die Komplexität in der Schaltschranktechnik wesentlich zu vermindern.

Bei der Neuentwicklung ist es gelungen, durch ein übergreifendes, durchgängiges 25mm-Maßraster und voller Symmetrie die Komplexität in der Schaltschranktechnik wesentlich zu vermindern. Rittal

Schaltschrank-Montage vereinfacht

„Zeit ist Geld“ lautet ein bekanntes Sprichwort. Das gilt besonders im Steuerungs- und Schaltanlagen-bau, wo oft hochqualifizierte Mitarbeiter in der Werkstatt und Montage tätig sind. Vereinfachte Arbeitsabläufe, die Zeit sparen, zahlen sich hier spürbar aus. Dieser Punkt war Rittal bei der Entwicklung des Schaltschranksystems VX25 daher besonders wichtig, zum Beispiel in dieser Standard- Situation: Eine Seitenwand des Schaltschranks muss in Position gehalten werden, während man die Schrauben eindreht. Zwei Hände beziehungsweise ein Mann reichen dafür nicht aus. Beim VX25-Großschranksystem ist dagegen die so genannte Ein-Mann-Montage bei allen Flachteilen verwirklicht. Die Seitenwand des Schaltschranks lässt sich einfach in das Rahmenprofil einhängen und bleibt dann durch eine spezielle Einhängehilfe an Ort und Stelle, während der Monteur die Schrauben anzieht. Zudem wird durch die Flachteilbefestigung der Potenzialausgleich innerhalb des Schaltschranks hergestellt und damit sind bei diesem Schaltschrank alle Flachteile wie Seitenwände, Rückwand oder Dachblech automatisch im Potentialausgleich eingebunden. Auch aktive Betriebsmittel wie Filterlüfter oder Kühlgeräte, die in oder an diese Flachteile angebaut sind, erhalten durch die Befestigung der Flachteile die erforderliche Schutzleiterverbindung. Zusätzliche Erdungsbänder sind auch hier nicht mehr erforderlich.

Die Schaltschranktüren lassen sich jetzt ohne Werkzeug von einem  Mann montieren beziehungsweise demontieren. Eine mechanische Bearbeitung der Tür bei der 180°-Scharniermontage ist auch nicht mehr erforderlich.

Die Schaltschranktüren lassen sich jetzt ohne Werkzeug von einem Mann montieren beziehungsweise demontieren. Eine mechanische Bearbeitung der Tür bei der 180°-Scharniermontage ist auch nicht mehr erforderlich. Rittal

Einfache Handhabung von Türen und Scharnieren

Zeitsparende Montageabläufe sind an vielen weiteren Stellen dieses Schaltschranksystems gewissermaßen eingebaut. So lassen sich die Türen einfach und ohne ein Werkzeug in die Scharniere einhängen beziehungsweise wieder aushängen. Das zusätzliche Herausschieben der Scharnierstifte zum Ausbau der Tür kann dadurch entfallen. Ist die Tür geschlossen, verhindert die Konstruktion des Scharniers, dass sich die Tür herausheben lässt. Und weil die Türen einfach nur in die Scharniere eingehängt werden, geht auch der Türanschlagwechsel sehr schnell vonstatten. Auch der Umbau auf Scharniere, die sich um 180° öffnen lassen, ist jetzt deutlich einfacher. Die Türen müssen dazu nicht mechanisch bearbeitet werden, was in der Vergangenheit der Fall war. Diese konstruktive Verbesserung vermindert die benötigte Arbeitszeit pro Tür um etwa 30 Minuten.

Eine mechanische Bearbeitung der Tür ist bei der 180°-Scharniermontage  nicht mehr erforderlich. Das neue 180°-Scharnier lässt sich schnell und einfach ohne Bohren am Schrank montieren.

Eine mechanische Bearbeitung der Tür ist bei der 180°-Scharniermontage nicht mehr erforderlich. Das neue 180°-Scharnier lässt sich schnell und einfach ohne Bohren am Schrank montieren. Rittal

Die neuen Türgriffe tragen ebenfalls zur Zeitersparnis bei: Sie sind mit wenigen Handgriffen montiert oder demontiert. Werkzeug wird zur Montage nicht benötigt. Beim Schließsystem stehen alle gängigen Varianten zur Verfügung. Elektronische Schließsysteme, die im Zuge wachsender Sicher-heitsbestrebungen immer häufiger eingesetzt werden, lassen sich auch nachträglich problemlos nachrüsten. Dazu müssen die Türen nicht erneut mechanisch bearbeitet werden, weil die Durchführungen für die Leitungen bereits vorgesehen sind.

Zugänglichkeit von allen vier Seiten

An dem neuen Schaltschranksystem erleben die Monteure bei vielen Tätigkeiten, dass sich die Entwickler intensiv mit den wiederkehrenden Arbeitsabläufen in der Werkstatt auseinandergesetzt haben. Ein typisches Beispiel ist das Bestücken und Montieren der Montageplatten im Schaltschrank. Angenehmer ist diese Arbeit natürlich, wenn die Bestückung und Verdrahtung vor dem Einbau der Montageplatte stattfinden kann. Das macht aber die Montageplatten schwer und dadurch wird es oft schwierig, sie von vorne in den Schaltschrank einzubauen: Die schwere Montageplatte muss mit dem Kran angehoben werden, um sie dann durch die offene Front abzulassen, in den hinteren Teil des Schaltschranks zu schieben, wo sie schließlich festgeschraubt werden kann.

Der neue Sockel des Schaltschranks vereint alle Funktionen des TS Sockels und des Sockelsystems Flex-Block in einer Lösung.

Der neue Sockel des Schaltschranks vereint alle Funktionen des TS Sockels und des Sockelsystems Flex-Block in einer Lösung. Rittal

Bei dem neuen Schaltschranksystem geht dies deutlich einfacher, weil Montageplatten jetzt auch von hinten eingebaut werden können. Unverlierbar montierte Gleitstücke sorgen dafür, dass die Montagplatte nach dem Absetzen problemlos in die richtige Position gebracht wird. Ein weiteres Beispiel für diese neue Zugänglichkeit ist, dass sich die äußere Montageebene des Rahmenprofils auch von außen bestücken lässt. Damit wird gegenüber einer konventionellen Montage von innen viel Zeit gespart. Die Anreihung der Schaltschränke ist ebenfalls konstruktiv verbessert. So gibt es weniger Anreihverbinder für alle Funktionalitäten. Die neue Anreihdichtung wird einfach aufgesteckt und sorgt dafür, dass die Schutzart des Schaltschranks bei der Anreihung erhalten bleibt.

Mit einer sehr hohen Datenqualität und Durchgängigkeit im Engineering können reale und physische Workflows gewissermaßen verschmelzen; Steuerungs- und Schaltanlagenbauer steigern so ihre Effizienz.

Mit einer sehr hohen Datenqualität und Durchgängigkeit im Engineering können reale und physische Workflows gewissermaßen verschmelzen; Steuerungs- und Schaltanlagenbauer steigern so ihre Effizienz. Rittal

Weniger Teile bedeutet schnellere Montage

Die Basis des VX25-Schaltschranksystems ist das neu entwickelte Rahmenprofil, das in allen vertikalen und horizontalen Teilen des Rahmens einheitlich verwendet wird. In der Folge werden deutlich weniger Teile benötigt, um etwa einen Montagerahmen im Schaltschrank zu montieren. Weniger Teile bedeutet aber automatisch auch eine geringere Montagezeit. Weil das 25-mm-Rastermaß auch beim Anreihen mehrerer Schaltschränke erhalten bleibt, ist der Ausbau des Schaltschranks über Schrankgrenzen hinweg hochflexibel. So lassen sich etwa Kabelabfangschienen oder Systemchassis durchgehend über mehrere angereihte Schaltschränke hinweg montieren; das vermindert die Zahl der benötigten Teile und verkürzt dadurch die Montagezeiten. Hinzu kommt, dass bei praktisch allen Schrauben, die im Schaltschrank verbaut werden, der gleiche Schraubenantrieb mit Torx 30 verwendet wird. Dadurch entfällt das lästige Suchen nach dem passenden Bit-Einsatz.

Mit der VX25-Umstellhilfe lassen sich zum Beispiel Stücklisten des bisherigen Schaltschranksystems TS 8 im Handumdrehen in VX25-Stücklisten konvertieren.

Mit der VX25-Umstellhilfe lassen sich zum Beispiel Stücklisten des bisherigen Schaltschranksystems TS 8 im Handumdrehen in VX25-Stücklisten konvertieren. Rittal

Das 25-mm-Rastermaß wird auch für den Sockel verwendet. Dadurch lassen sich die gleichen Kabelabfangschienen und System-Chassis verwenden, die auch beim Innenausbau zum Einsatz kommen. So lassen sich die Kabel im Sockel sicher unterbringen ohne Spezialteile bestellen und vorhalten zu müssen. Die Schrauben des Sockels sind von oben zugänglich, was die Arbeit deutlich erleichtert und zugleich in Verbindung mit dem Schaltschrank für eine stabile Verbindung sorgt. Die Blenden des Sockels bestehen aus Metall und werden einfach aufgeklipst; sie können aber auch verschraubt werden. Um den Schrank mit einem Gabelstapler oder Hubwagen anzuheben, lassen sie sich auch einfach wieder abnehmen. Beim Sockel findet mit der Montage ebenfalls ein automatischer Potentialausgleich statt, so dass auch hier auf Erdungsbänder verzichtet werden kann.

Einfach zählen und montieren

Um Zeit und Kosten in der Werkstatt zu sparen, sind nicht immer aufwändige Änderungen an den grundlegenden Komponenten des Schaltschranks notwendig. Manchmal sind es auch die cleveren Detail-Lösungen, die einen überraschend großen Effekt haben. Beim VX25-Schranksystem ist etwa eine Zähllochung in das Rahmenprofil integriert. Auf diese Weise lässt sich zum Beispiel eindeutig festlegen, in welcher Höhe ein System-Chassis eingebaut werden soll, ohne dass dazu noch eine Detailkonstruktion notwendig wäre. Auch zunächst falsch festgeschraubte Komponenten, die dann nochmals um eine Rasterung tiefer versetzt werden müssen, kommen dadurch nicht mehr vor.

Erste Industrie-Anwendungen DES Schaltschranksystems belegen hohe Stabilität

Bereits zum offiziellen Start des neuen Schaltschranksystems VX25 von Rittal lagen erste Erfahrungen von Kunden mit Prototypen vor. So hat ein Hersteller von elektrotechnischen Anlagen, Woodward Kempen, bereits mit den Prototypen gearbeitet. Das Unternehmen entwickelt im Geschäftsbereich Renewable Power Systems kundenspezifische Frequenzumrichter für Windenergieanlagen. Mit dem neuen Schaltschranksystem VX25 hat das Unternehmen bereits Teilumrichter für eine Gesamtleistung von 4,5 MW realisiert. Sie bestehen aus einer Kombination von drei Schaltschränken und bringen ein Gesamtgewicht von rund 2.000 kg auf die Waage.

„Für unsere Anwendungen ist es sehr wichtig, dass das neue Rahmenprofil steifer und damit deutlich belastbarer ist“, sagt Holger Gehl, der als Product Line Manager des Elektrotechnik-Herstellers für Windenergie-Projekte zuständig ist. Die Anforderungen dieser Branche an das Schranksystem sind besonders hoch. So treten beispielsweise häufig Vibrationen auf, betont Eric Hartmann, Principal System Engineer bei Woodward Kempen: „Am neuen Schrank haben wir deswegen die Vibrationsbeständigkeit überprüft und dabei sowohl Finite-Elemente-Analysen als auch Vibrationstests im Labor durchgeführt.“ Die Ergebnisse haben Hartmann rundum überzeugt: „Der neue Schaltschrank ist auch ohne konstruktiven Zusatzaufwand stabiler als sein Vorgänger.“

Bei Woodward wird der mechanische Aufbau der Schaltschränke komplett in einem CAD-System geplant. Auch hier haben die Ingenieure des erste, positive Erfahrungen machen können, berichtet Holger Gehl: „In der Konstruktion ist uns aufgefallen, dass wir mehr Freiheiten in der Entwicklung haben und wir weniger Teile benötigen, da das Rahmenprofil überall identisch ist.“ Und Hartmann ergänzt: „Dass sämtliche Daten in 3D zur Verfügung stehen, ist für uns extrem wichtig, da unsere mechanische Konstruktion direkt mit diesen Daten weiterarbeiten kann.“

Die Vorteile des neu entwickelten Schaltschranksystems machen sich auch bei der Montage innerhalb der Produktion des Unternehmens bemerkbar. „Die Türen lassen sich deutlich schneller montieren, und auch der Umbau auf eine Türöffnung von 180° sowie der Wechsel des Türanschlags gehen viel schneller“, nennt Gehl weitere Vorteile, die zur Zeitersparnis beitragen: „Alles, was uns in der Fertigung schneller macht, ist auf jeden Fall von Vorteil.“

Bei der Auswahl des passenden Schaltschranksystems haben viele Faktoren eine Rolle gespielt. „Wir haben intern auf Basis einer Bewertungsmatrix verschiedene Systeme miteinander verglichen, und haben uns dann ganz klar für Rittal entschieden“, begründet Eric Hartmann die Entscheidung für das neue Schaltschranksystem VX25.