Simulation und Modellierung von Antriebssystemen

Riemen- und Kettentriebe übertragen Drehmomente durch eine translatorische Bewegung von einem Antrieb an einen oder mehrere Abtriebe. Verwendet werden sie zum Beispiel in Fahrzeugen, Land- und Baumaschinen, Werkzeug und Verarbeitungsmaschinen, aber auch in Haushaltsgeräten wie Waschmaschinen und Rasenmähern. Ketten und Riemen übertragen Drehbewegungen und die eingeleiteten Drehmomentschwankungen von einer Welle auf eine andere. Im Gegensatz zu Zahnrädern und Wellen lassen sich dabei keine Druckkräfte übertragen.

Insbesondere abruptes Abbremsen kann dazu führen, dass ein Riemen Falten wirft oder von der Antriebsscheibe springt. Wird das Drehmoment an der Antriebsscheibe sprunghaft gesteigert, kann im ungünstigen Fall das Moment nicht mehr durch Kraftschluss übertragen werden. Folge: Der Riemen rutscht durch. Mithilfe einer Simulationssoftware analysieren Sie schnell und zuverlässig auftretende Vibrationen im Riemen, stellen fest, inwieweit der Riementrieb die gewünschte Funktion erfüllt, und untersuchen dessen Einflüsse auf das Übertragungsverhalten des gesamten Antriebstrangs. Die gewonnenen Daten helfen Ihnen, folgende beispielhaften Fragen zu beantworten:

• Welchen Einfluss hat das Riemengetriebe (unter anderem in Folge der Dämpfungseigenschaften) auf das Gesamtverhalten des Antriebstrangs?
• Kann der Riemen das gewünschte Drehmoment übertragen?
• Wie verhält sich der Riemen bei Drehmomentschwankungen?
• Wie verhält sich der Riementrieb bei Havarien und Not-Aus-Szenarien?
• Besteht die Gefahr von Faltenbildung oder dass der Riemen von der Scheibe springt?
• Welche Belastungen und Trumkräfte treten innerhalb des Riemens auf?
• Besteht die Gefahr, dass der Riemen reißt?
• Welche Lebensdauer des Riemens kann ich aufgrund der Belastungen erwarten?

Um Taktzeiten in der Produktion zu verkürzen und gleichzeitig eine hohe Bearbeitungsqualität zu sichern, muss die Positionierung von Vorschubachsen in Dreh- und Fräsmaschinen sowie Bearbeitungszentren schnell und präzise erfolgen. Hierzu ist eine fein abgestimmte Regelung erforderlich. Für beste Ergebnisse müssen Regelung und Mechanik reibungslos zusammenarbeiten, um die Stabilität der Regelstrecke und die geforderte Regelgüte zu erreichen.

Setzen Sie Regelungstechnik zur aktiven Schwingungsdämpfung ein, hat dies gegenüber passiver Schwingungsdämpfung den Vorteil, dass Energieverluste im Antriebssystem minimiert werden können. Auch bei Antriebsschlupfregelungen (Traktionskontrollen), zum Beispiel in Fahrzeugen und bei Bandanlagen, sind Regelungstechnik und Antriebstechnik eng miteinander verzahnt. Indem Sie unterschiedliche Varianten unkompliziert an einem Simulationsmodell überprüfen, testen Sie höchst effizient Regelungsstrategien für optimal ausgelegte, geregelte Antriebssysteme. Weiterhin testen Sie schnell und komfortabel das Zusammenspiel Ihrer Steuergeräte und -algorithmen mit unterschiedlichen Lastszenarien und Produktkonfigurationen.

In elektrohybriden Antriebssträngen interessiert neben dem mechanischen Verhalten insbesondere die optimale Betriebsstrategie. Darüber hinaus stellen sich Fragen zu den erforderlichen Eigenschaften des Energiespeichers sowie der Energiebereitstellung, zum Beispiel in Form von Oberleitungen oder Induktionsschleifen:

• Welche Konfiguration aus Verbrennungs- und Elektromotor eignet sich am besten für das gegebene Betriebsprofil?
• Wie groß muss der Energiespeicher dimensioniert sein?
• Welche elektrischen Energiemengen müssen in welcher Zeit durch die Batterie oder Oberleitung bereitgestellt bzw. abgeführt werden können?
• Was ist die beste Betriebsstrategie zwischen Laden und Entladen der Batterie bzw. Fahren mit Elektro- und/oder Verbrennungsmotor?

Mithilfe einer Systemsimulation hybrider Antriebssysteme erhalten Sie Antwort auf diese Fragen. Testen Sie eine Vielzahl unterschiedlicher Konfigurationen und Lastszenarien in kurzer Zeit. Ermitteln Sie die optimale Ausführung der Systemkomponenten und die wirtschaftlichste Betriebsstrategie für Ihren hybriden Antrieb.