SolidWorks beschleunigt Konstruktion bei Speck Pumpen in Roth bei Nürnberg

Pumpenkonstruktion par excellence

Sie sind die heimlichen „Motoren“ des produzierenden Gewerbes. Kaum eine Maschine oder Produktionsstätte kommt ohne Pumpen aus. Die Anwendungsvielfalt ist genauso überraschend wie die Lösungen, die den Kunden geboten werden. Gerade wenn man der Meinung ist, im Bereich Pumpentechnik ist schon alles erfunden, was es zu erfinden gibt, sollte man sich mit der Firma Speck-Pumpen in Roth bei Nürnberg befassen. Dort hat man die Fachwelt eines Besseren belehrt und Innovationen geschaffen, wo sie keiner mehr für möglich hielt. Konstruiert werden die Innovations-Pumpen mit SolidWorks.

Man merkt sofort, dass in diesem Unternehmen ein besonderer Geist herrscht wenn man in die Eingangshalle der Speck Pumpen GmbH & Co. KG nach Roth bei Nürnberg kommt. Hier verbindet sich Tradition mit Moderne und verleiht dem gewohnten Blick eine neue Perspektive.

Offene Architektur mit Glas, Stahl und Beton trifft auf alte asiatische Kunst und führt den Blick elegant auf die überall ausgestellten Industrie-Pumpen. Dabei fällt auf, dass die Abmessungen von der Größe einer Faust bis zur Dimension einer Waschmaschine reichen. „Das ist genau unsere Stärke“ erläutert Dr. Ing. Pierre Hähre, Technischer Leiter bei Speck-Pumpen. „Wir produzieren keine Pumpen auf Lager. Für unsere ca. 5000 Kunden haben wir 15.000 verschiedene Pumpenmodelle entwickelt und dennoch sind wir in der Lage, eine Pumpe innerhalb von 24 Stunden bis in der Regel maximal 2 Wochen auszuliefern.“ Diese Flexibilität entsteht durch die hohe Fertigungstiefe von 90 Prozent. Nahezu alle Teile, die man für eine Pumpe benötigt, werden auch bei Speck gefertigt. Damit hat Speck-Pumpen auch die Hoheit über die stets gleich bleibende Spitzenqualität, die in der Industrie gefordert ist. Dazu kommt noch die Konzernunabhängigkeit, die kurze Entscheidungswege garantiert.

Spezialisierung bringt Vorteile

Mit Pumpen hat man sich bei Speck schon seit Anfang des zwanzigsten Jahrhunderts beschäftigt. 1909 gründete Daniel Speck mit seinen 5 Söhnen das Familienunternehmen Speck-Pumpen in Nürnberg. Seither festigt SPECK PUMPEN auf dem Gebiet der Flüssigkeits- und später auch Gasförderung, über die Entwicklung von Kolbenpumpen und Kreiselpumpen, seinen Ruf als zuverlässiger Lieferant auch bei schwierigsten Anwendungen.

Aus dem Familienunternehmen gingen im Laufe der Zeit weitere Unternehmen mit dem Namen SPECK hervor. Die Unternehmen sind rechtlich und wirtschaftlich getrennt und haben sich jeweils auf ein Anwendungsgebiet spezialisiert. Dies reicht von Schiffs-, Kolben- und Hochdruckpumpen bis hin zur Haustechnik. Hier in Roth bei Nürnberg werden mit zirka 290 Mitarbeitern auf 30.000 m2 Produktionsfläche Gas- und Flüssigkeitspumpen für die Industrie sowie magnetgekuppelte Pumpen für den technischen Bedarf hergestellt. Weitere Produktionsstätten liegen in Frankreich und China. In China erfolgt seit 2005 die Montage von Industriepumpen nach deutschem Standard ausschließlich zur Belieferung des asiatischen Marktes.
Speck Pumpen Niederlassungen finden sich in Europa, den USA, Südafrika, Australien und ganz Asien. Mit insgesamt zirka 350 Mitarbeitern weltweit, einer Produktionsmenge von 170.000 Stück pro Jahr und einem Angebot an Pumpen von 700 Gramm bis 1,5 Tonnen gehört das Unternehmen in Roth heute zu den Branchenführern, insbesondere im Bereich Temperiertechnik.

Ungebremste Innovationskraft

„Gutes Ingenieurswesen steht bei uns hoch im Kurs“ erklärt Dr. Hähre. „Nur so sind wir in der Lage, immer wieder Neuland für unsere Kunden zu beschreiten“. Diese kommen oftmals mit Anforderungen, die bisherige Anbieter nicht erfüllen konnten. „Wir bieten unseren Konstrukteuren und Ingenieuren in der Entwicklung größtmögliche Freiheit für Kreativität und neue Lösungsansätze. Das erklärt auch, warum wir als Arbeitgeber in der Region und darüber hinaus immer interessanter werden, wobei die Sättigungsstufe an Personal beim derzeitigen Wachstumskurs noch lange nicht erreicht ist!“

Ein Beispiel, wie Speck Pumpen sich den Herausforderungen stellt, sind die Vakuumpumpen. Der Kunde aus dem Bereich Extrusionstechnik hatte die Anforderung, neben der Erzeugung eines Vakuums mit der gleichen Pumpe auch Flüssigkeit abpumpen zu können. Bisher gab es solche Pumpen nicht und da allgemein die Entwicklung der Pumpentechnik als abgeschlossen galt, stieß der Kunde überall auf Ablehnung. Dieser sah sich also gezwungen, die überdimensionalen Abmessungen verschiedener Pumpen in Kauf zu nehmen und den Bau seiner Anlagen nach der Pumpentechnik auszurichten. Speck Pumpen machte sich aber an die Arbeit und entwickelte die VN Reihe. Durch neue Wege bei der Gestaltung der Hydraulik hatte man eine ebenso einfache wie geniale Lösung der Problemstellung gefunden. Aufwendige Installationen und eine hoher Energiebedarf gehören von nun an für die Kunden zur Vergangenheit.

Speck Pumpen helfen Superrechnern

Nicht nur die Industrie, auch die IT Branche profitiert von den Innovationen aus dem Hause Speck. So kam ein großes Rechenzentrum aus den USA auf Speck Pumpen zu. Die dortigen Rechner haben riesige Ansprüche an die Hochverfügbarkeit. Ausfälle für Wartung oder Reparaturen müssen auf ein absolutes Minimum reduziert werden. Eine Methode, die dazu beiträgt ist, die Leiterplatten der Großrechner ständig mit einer ölartigen Flüssigkeit namens „Flourinert©“ (3M) oder „Galden©“ (Solvay Solexis) zu umspülen. Diese flüssigen Polymere ermöglichen außergewöhnlich hohe Wärmeübertragungskoeffizienten, sind verträglich gegenüber allen in der Elektronik bekannten Kunststoffen, Metallen und Elastomeren und wirken dielektrisch. Allerdings sind sie etwa doppelt so schwer wie Wasser und verdampfen bereits bei 60 Grad Celsius. Die Pumpen, die diese Flüssigkeit umwälzen, sollten daher absolut dicht sein und eine garantierte Lebensdauer von 100.000 Stunden aufweisen. Darüber hinaus zählt in einem Rechenzentrum jeder Quadratzentimeter an Platz, deshalb sollten die Pumpe und der dazugehörige Motor deutlich kleiner ausfallen als bisher. Der Kunde ging mit dieser Anforderung zu weltweit 80 Pumpenfertigern – ohne Ergebnis. Ein herkömmlicher Pumpenmotor mit Wälzlagern und einer dynamischen Dichtung hielt dieser Belastung nicht stand. Auch wurden keine nennenswerten Platzeinsparungen erreicht. Schließlich landete man bei Speck Pumpen. Dort wurde eine neuartige Pumpe konzipiert, die den Motor in sich integrierte statt ihn außen aufzuflanschen. Das Verschleißproblem wurde durch keramische Lager gelöst. Die durch die Bauart schon stark verkleinerte Pumpe wurde auch hinsichtlich des Materialeinsatzes mit Hilfe der Wanddickenfunktion in SolidWorks optimiert.

SolidWorks ebnet neue Wege

Der Weg zu SolidWorks war keineswegs geradlinig. Bei der Einführung der 3-D-Konstruktion wurde die Firma Speck mit einer Reihe von Hindernissen konfrontiert, deren Ursachen im bisherigen CAD-System lagen. Der eingesetzte SolidDesigner ließ unter anderem keine Parametrisierung zu. Also machte man sich auf die Suche nach einer neuen CAD-Software. In der Auswahl standen Inventor, Pro/E und SolidWorks. „Für uns stellte sich damals heraus, dass für unsere Anforderungen Pro/E zu teuer und zu komplex in der Handhabung ist. Inventor lief uns nicht stabil genug, auch hatten wir den Eindruck, dass das System sehr an SolidWorks angelehnt war“ so Dr. Hähre. Den Durchbruch für SolidWorks brachte die einfache Bedienung und die schnelle Erlernbarkeit. „Im Prinzip habe ich mir SolidWorks ohne Schulung selbst beigebracht und war sofort in der Lage, produktiv zu arbeiten. Das Thema Parametrisierung war gar kein Problem, wir haben eine Excel Tabelle eingelesen und los ging es!“

Umfangreiche Anwendungsmöglichkeiten

Heute arbeitet die ganze Konstruktion bei Speck Pumpen mit SolidWorks. Die neue Version 2007 ist bereits im Einsatz. „Der schnellen Verwendung von neuen, wichtigen Funktionen steht Dank unseres CAD-Systemhauses Unicam nichts im Wege“ erläutert Dr. Hähre. Unicam bietet Schulungen auch an Wochenenden an. So können die Konstrukteure sich stets auf ihre Aufgaben konzentrieren, ohne sich permanent mit dem System beschäftigen zu müssen. Die Flexibilität von Unicam und die leichte Erlernbarkeit von SolidWorks bieten Speck-Pumpen eine optimale Nutzung der Konstruktionskapazitäten.

Die anfallenden Daten werden mit PDMWorks als gemeinsame Plattform verwaltet. Ein wichtiger Faktor ist auch die Möglichkeit, mit SolidWorks „Concurrent Engineering“ zu betreiben. Dabei greifen die verschiedensten Leute auf verschiedenste Daten zu und arbeiten virtuell an einem Projekt. Die Versionskontrolle übernimmt dabei das System. Darüber hinaus kommen auch die integrierten Blechfunktionen von SolidWorks zum Einsatz, zur Konstruktion von Halterungen. COSMOSXPress, ebenfalls Bestandteil von SolidWorks, hilft bei Festigkeitsberechnungen. Die wichtigsten Funktionen für die Ingenieure sind die Kollisionsprüfung, die Wanddickenfunktion und die Volumenberechnung speziell für die Abschätzung der Schaufelvolumina und des Saugvermögens einer Vakuumpumpe.

Die Übergabe in die Fertigung erfolgt mit Mastercam. Dort wird das 3D-Fräsen simuliert und schließlich CNC-gerecht aufgearbeitet, ein wichtiger Faktor bei 90 % Fertigungstiefe. Mastercam ist SolidWorks Solution Partner. Das garantiert eine reibungslose und schnelle Prozesskette innerhalb der CAD/CAM Datenverarbeitung. Darüber hinaus hat das Systemhaus Unicam aus dem nahe gelegenen Georgensgmünd sowohl SolidWorks als auch Mastercam Know-how. Eine optimale Betreuung ist somit gewährleistet.

Ein nicht zu unterschätzendes Werkzeug ist das SolidWorks Datenaustauschprogramm „eDrawings“. Es ermöglicht das Einlesen, Betrachten und Kommentieren von SolidWorks-Daten, ohne dass man gleich eine CAD-Lizenz benötigt. Das kostenlose Tool hilft daher dem Vertrieb und den Lieferanten in Fernost, sich optimal mit der Konstruktion abzustimmen. Dennoch können Details direkt aus der Konstruktion erklärt und geklärt werden anhand von übersichtlichen 3D-Modellen. Diese sind beliebig drehbar und von allen Seiten zu betrachten. Die Bedienung ist selbsterklärend und bedarf keiner Schulung.

Weiterer Ausbau steht an

Für Dr. Hähre ist allerdings die Expansion noch lange nicht abgeschlossen: „Wir werden die Anzahl der CAD Arbeitsplätze deutlich ausbauen und weiter in innovative Technologien von SolidWorks investieren. Gerade das FEM-Thema bietet für Speck Pumpen noch viele Vorteile. Dazu sind wir selbstverständlich immer auf der Suche nach qualifizierten Leuten.“ Denn eines ist trotz aller Hightech-Funktionen von CAD-Programmen klar: jedes System ist nur so gut, wie der Mitarbeiter der sich davor befindet.

Autor: Thomas Löffler, M.A.T.C.H.-Vertriebsmarketing, Balingen