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News - Forschung und Entwicklung vom 08/03/2015

SKF

Mit Simulationen zum optimalen Produkt

Je komplexer die Anwendungen, desto höher die Anforderungen an Wälzlager und desto größer die Herausforderungen, individuelle Lösungen zu finden. Für die Auswahl von Technologie, Design und Materialien hat SKF Simulationsverfahren entwickelt.

Bild: SKF
Bei der Entwicklung neuer Produkte setzt SKF eigene Simulationsverfahren ein, die weit über übliche Standards hinausgehen. (Bild: SKF)

Die Basis der Produktentwicklung von SKF ist eine gründliche Analyse der Kundenanforderungen mithilfe der Qualitätsmanagement-Methode Design for Six Sigma. Die SKF-Experten erarbeiten damit eine geeignete Konfiguration für das Lager. Diese testen sie anschließend in einer Systemsimulation, um zu ermitteln, welche Parameter für die jeweilige Anwendung besonders wichtig sind – etwa der Härtegrad oder die Beständigkeit gegenüber aggressiven Substanzen. Dabei betrachten sie das Lager nicht isoliert, sondern als Teil des gesamten Aggregats, in dem es in der Praxis eingesetzt werden soll.

Um beispielsweise zu testen, wie robust die so ermittelte Konstruktion ist, kommt die sogenannte Monte-Carlo-Simulation zum Einsatz. Dabei durchlaufen die Bauteile eine große Anzahl von praxisrelevanten Experimenten. Verschiedene Materialeigenschaften wie mechanische Toleranzen, Magnetismus und elektrische Leitfähigkeit werden dabei verändert, ebenso äußere Einflüsse wie Temperatur, Versorgungsspannung und Vibrationen. Auf Basis dieser Analyse können die Experten das Design des Lagers weiter optimieren. Die Monte-Carlo-Simulation lässt Rückschlüsse auf das Verhalten eines Produkts während der Massenproduktion sowie in der Anwendung zu. Mit den Ergebnissen führen die SKF-Ingenieure eine erneute Systemsimulation durch, um die Funktion des Lagers in seiner Einsatzumgebung zu testen.

Bild: SKF
Auf Basis der Simulationen ermittelt SKF eine optimale Design- und Materialkonfiguration. Das Ergebnis sind unter anderem hochgenaue und äußerst robuste Sensorlager. (Bild: SKF)

Mit diesen Simulationsverfahren hat SKF unter anderem für die Automobilindustrie Wälzlager mit integrierten Drehzahlsensoren entwickelt. Diese kommen beispielsweise in Getrieben und Antriebssträngen von Hybrid- und Elektrofahrzeugen zum Einsatz, wo sie verschiedene Parameter wie Drehzahl, Drehrichtung und Beschleunigung erfassen. Die Anforderungen an die Komponenten sind dabei von Fahrzeug zu Fahrzeug unterschiedlich: Einerseits muss der Sensor eine möglichst hohe Auflösung haben, um exakte Messergebnisse zu liefern, andererseits soll das gesamte Bauteil kompakt, robust und unempfindlich gegenüber Öl oder auch anderen Schmierstoffen sein.

SKF ermittelte auf Basis der Simulationen eine optimale Design- und Materialkonfiguration. Das Ergebnis sind hochgenaue und äußerst robuste Sensorlager, deren Konstruktion und Materialeigenschaften auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmt sind. Der Anwender erhält eine getestete und einsatzbereite Komplettlösung. Dies sorgt gerade in der Massenproduktion, wie sie in der Automobilindustrie üblich ist, für erhebliche Einsparungen und für Sicherheit. (as)

www.skf.com