ESI ITI Engineering – Projektbeispiele aus dem Maschinen- und Anlagenbau

Anlagen- und Maschinenbauer auf der ganzen Welt schätzen unser ingenieurtechnisches Wissen über die dynamische Systemsimulation von Maschinen und Anlagen. Ganz gleich ob stationär oder dynamisch - mit ESI ITI Ingenieuren und SimulationX entwickeln Sie neue, innovative Maschinen- und Anlagenkonzepte.

Mit ESI ITI Ingenieurdienstleistungen Maschinen und Anlagen ganzheitlich optimieren

Wie in vielen anderen Branchen, so liegt auch im Anlagen- und Maschinenbau ein großer Schwerpunkt auf dem Bereich Fluidtechnik. Fluidtechnische Systeme sind in ihrer Komplexität kaum zu übertreffen: Mehr Komponenten, komplexere Geometrien, nichtlineares Verhalten und unterschiedliche physikalische Anforderungen stellen Entwickler vor große technische Herausforderungen. Mit Ihrer breiten Projekterfahrung, ihrem Wissen über Systemsimulation und ihren Fähigkeiten im Einsatz der Simulationssoftware SimulationX sind ESI ITI Ingenieure gefragte Partner bei der ganzheitlichen, exakten Analyse und Optimierung von Maschinen und Anlagen.

Druckmaschine

Beispiel 1: Schwingungen in Zusammentragmaschinen per Simulation reduzieren

Unser Kunde ist ein deutscher Maschinenbaukonzern mit mehr als 1000 Mitarbeitern. Das Unternehmen stellt u.a. Buchbindereimaschinen für die druckweiterverarbeitende Industrie her.

Anforderung
Zusammentragmaschinen dienen der Herstellung von klebegebundenen Zeitschriften, Broschüren und Büchern. Sie werden in der industriellen Druckweiterverarbeitung eingesetzt und dienen der Sammlung und dem Transport von Seiten in der gewünschten Reihenfolge zur Klebebindemaschine. Für einen produktschonenenden Transport muss die Sammelkette mit möglichst gleichmäßiger Geschwindigkeit sowie schwingungs- und ruckfrei laufen.

Lösung
ESI ITI Ingenieure erstellten ein passendes Simulationsmodell, mit dem sich die dynamischen Eigenschaften der Sammelketten, ihrer Antriebe und Verspanneinrichtungen analysieren ließen. Dabei berücksichtigten sie verhaltensrelevante Merkmale wie Ungleichförmigkeiten beim Ketteneinlauf (Polygoneffekt), Nichtlinearitäten bei der Kettenbelastung sowie drehzahlgeregelte Antriebe. Sie fanden heraus, dass Schwingungsanregungen der ersten Eigenfrequenzen des Systems nicht mehr auftreten, wenn die Spanneinrichtung durch den Einbau eines Reibeelementes nach dem Aufbringen der Kettenvorspannung festgehalten wird.

Nutzen
Das System schwingt mit deutlich kleineren Amplituden in einer Frequenz, die der Einlauffrequenz der Kette an den Rädern entspricht. Diese Erkenntnis verbesserte das Systemverhalten wesentlich. Mit Hilfe der ESI ITI Ingenieure und des Simulationsmodells konnten solche Änderungspotentiale an der Anlage erkannt, validiert und umgesetzt werden.

Klappbrücke

Beispiel 2: Das dynamische Verhalten des Hydrauliksystems am Modell untersuchen

Unser Kunde ist ein international tätiges Unternehmen der Fluidtechnikbranche und Experte für Groß- und Sonderzylinder. Das Unternehmen beschäftigt über 100 Mitarbeiter.

Anforderung
Große Anlagen im Stahlwasserbau werden häufig hydraulisch angetrieben. Insbesondere bei Klappbrücken kommen hier, bestimmt  durch die kleinen erforderlichen Bauräume, Hydraulikzylinder als Antriebe zum Einsatz. Derartige Bauwerke sind unterschiedlichsten Belastungen durch den Einfluss von Gewichtsausgleich, Windlast aber auch beim Notstop oder Energieausfall ausgesetzt. Deshalb interessieren sich vor allem Generalauftragnehmer für das dynamische Verhalten des Hydrauliksystems.

Lösung
Für den zentralen Teil des Öffnungsantriebes, die hydraulische Steuerung, wurde ein Simulationsmodell entwickelt. Dieses berücksichtigt sowohl die Hydraulik selbst als auch die Kinematik der Brücke sowie Wind- oder dynamische Verkehrslasten. Das entsprechende SimulationX-Modell des hydraulischen Teilsystems berücksichtigt dabei das Ventilverhalten, Reibeinflüsse in den Zylindern, Elastizitäten (Öl, Schläuche), Lagerreibung sowie die Beeinflussung durch die Steuerung. ESI ITI Ingenieure führten den gesamten Prozess von der Ableitung der Aufgabenstellung aus den Anforderungen des Kunden bis hin zur Entwicklung der System- und Komponentenmodelle durch und präsentierten die Ergebnisse vor dem Auftraggeber und seinen Kunden.

Nutzen
Dank umfangreicher Tests in verschiedenen Lastfällen und Szenarien konnten die Simulationsergebnisse die erwarteten Funktionen nachweisen. Entwickler konnten aus den Ergebnissen  Hinweise für die Entwicklung der Steuerung gewinnen sowie Erkenntnisse zur Verbesserung des dynamischen Verhaltens in Form von Dimensionierungsvorschlägen ableiten.

Landmaschinen

Beispiel 3: Kinematik eines Frontladers optimieren

Unser Kunde ist ein Landmaschinenhersteller mit mehr als 100 Mitarbeitern.

Anforderung
Ein wichtiges Kriterium für Frontlader im täglichen Einsatz  sind u.a. eine hohe Ladeleistung, hohe Kraft und Robustheit sowie eine komfortable Bedienung. Einer der Entwicklungsschwerpunkte liegt auf der Optimierung der Kinematik des Frontladers.

Lösung
ESI ITI Ingenieure entwickeln für den Kunden ein passendes Simulationsmodell, mit dem die Bewegungsabläufe u.a. beim Schaufel-Material-Kontakt schnell analysiert und bewertet werden können. Hierfür nutzen sie z.B. die SimulationX-Module Mechanik (2D), Fluidtechnik und Regelungstechnik.

Nutzen
In das Projekt fließen die breiten Erfahrungen der ESI ITI Ingenieure z.B. bei der Modellierung mobiler Arbeitsmaschinen ein – ein Wissen, das sie auf den Anwender übertragen. Im Ergebnis entsteht eine neuartige Laderkonzeption, die die Anforderungen an ein innovatives, sicheres, langlebiges Produkt erfüllt. Mit Hilfe des Simulationsmodells erfolgen Untersuchungen und Optimierungen deutlich effizienter und Variantenstudien werden beschleunigt.

SimulationX passt sich Ihren Voraussetzungen an

Simulationseinsteiger und Experten aufgepasst: SimulationX gibt es in verschiedenen Versionen, zugeschnitten auf die Anforderungen von Einsteigern oder Fortgeschrittenen.

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Kontakt

ESI ITI Ingenieure begleiten Sie durch die gesamte Produktwicklung

Wir kennen uns aus z.B. mit der Erstellung von Simulationsmodellen, geben Hilfe zu SimulationX und bei der Ergebnisinterpretation. Ganz gleich worum es geht.