DER KONSTRUKTEUR 1-2/2017

ERGONOMIC DESIGN
SPECIAL
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DAS LEISTEN ANALYSE-
VERFAHREN
Mithilfe der Finite-Elemente-Met hode
(FEM) können kritische Stellen am
Rechner erkannt und entschärft
werden. Am Ende wird die zu
erwartende Lebensdauer des Artikels
bis zum Versagen unter realitätsnahen
Bedingungen berechnet. Das
Ergebnis: Die Produktqualität wird
entscheidend verbessert und die
Entwicklung beschleunigt, da oft auf
aufwändige Lebensdauertests
verzichtet werden kann.
Die Mehrkörpersimulation (MKS)
nutzt die Eingangsdaten Masse,
Trägheitsmoment, Lagerorte und
Steifigkeiten. Auf dieser Basis
können zuverlässige Aussagen
getroffen werden über Leerlaufverhalten,
Beschleunigungen an
komfortrelevanten Stellen, Lagerpositionen,
Schwingungsentkopplung,
max. Lagerbelastungen und
eine eventuell notwendige hydraulische
Dämpfung. Möglich machen das
speziell auf den Einsatzzweck
zugeschnittene Software-Tools.
"ENTSCHEIDEND IST
DIE AUSWAHL DER
LAGERUNGS-
ELEMENTE"
Henning Ziegenmeyer,
Produktentwickler Industrie,
ContiTech Vibration Control,
Hannover
Welche Masse gilt es zu Lagern?
Welche Frequenzbereiche treten in
dieser Anwendung auf? Welche
Energien müssen von den Lagerungselementen
aufgenommen
werden? Das sind die Fragen, über
die Konstrukteure ermitteln
können, welches Lagerungselement
sich für die jeweilige
Anwendung eignet.
03
03 Das Glockenelement ist ein Lagerungselement,
mit dem Lasten isoliert an die Decke gehängt werden
Fällen bereits aus, die elastischen Lager gegen auf das System abgestimmte Lager
auszutauschen.
Als Unterstützung bei der professionellen Analyse hat ContiTech überdies
eine App auf den Markt gebracht: ViProtect kann bequem auf das Smartphone
geladen und zur ersten Messung vor Ort eingesetzt werden. Unter anderem
kann die App die Anregungsfrequenz eigenständig ermitteln. Für die Analyse
geben die Nutzer Angaben zur Masse und zur Anzahl der Lagerpunkte sowie die
Anwendung in die App ein, die dann Lagerungselemente aus dem ContiTech-
Produktprogramm vorschlägt.
Tiefer gehen die Messungen der ContiTech-Experten. Mithilfe eines mehrkanaligen
Messsystems ermitteln sie die zugrundeliegenden Kräfte, Wege,
Beschleunigungen und Temperaturen, aber auch Luftschallpegel, Drehzahl
und Geschwindigkeit in der je weiligen Anwendung. Anhand der gewonnenen
Daten können die Experten zum Beispiel das Systemverhalten objektiv beurteilen,
vorhandene Systeme besser bewerten und mit realen Daten simulieren.
Die erhobenen Daten bilden die Grundlage, um das Schwingungsverhalten
und die Festigkeit des Lagers zu berechnen und so das System besser auslegen
zu können.
MODERNE ANALYSEMETHODEN ZEIGEN POTENZIALE
Eine erste Auswertung der Daten ist direkt vor Ort möglich, die detaillierte
Analyse mit modernster Software erfolgt dann im Nachgang. „Diese Daten“, so
Narberhaus, „können als Eingangsdaten für Computersimulationen zur Optimierung
des Lagerungssystems verwendet werden.“ Ein weiteres wichtiges
Analyseverfahren ist die Mehrkörpersimulation (MKS), mit der ContiTech die
bestmöglichen Lager bestimmt und deren optimale Position berechnet. Zu den
von ContiTech benutzten Verfahren gehört die Finite-Elemente-Methode
(FEM), mit deren Hilfe Beanspruchungsszenarien an einem 3D-Modell simuliert
werden können.
Um die Wirksamkeit der Maßnahmen zur kontrollieren, können die ContiTech-
Experten auch das veränderte System final prüfen. „Die unterschiedlichen
Analyseschritte bieten wir nicht nur als Komplettpaket an. Je nach Ausgangslage
können die Messungen und Berechnungen auch einzeln durchgeführt werden“,
berichtet Narberhaus.
Bilder: Aufmacher Gary Cornhouse/Fotolia.de, 01-03 ContiTech
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