Bauwerkzeuge mittels Simulation entwickeln - Aus der Serie "Ein Bekenntnis zur Simulation"

| Technischer Artikel

Simulationsgetriebene Produktentwicklung eines elektrischen Handmixers der Firma BERG TECTOOL GmbH

Das Traditionsunternehmen BERG TECTOOL GmbH aus Köln entwickelt und produziert verschiedene Bauwerkzeuge und Elektrowerkzeuge für das Baufachhandwerk und steht seit vielen Jahren für Qualität und Kompetenz bei den unterschiedlichsten Gewerken. Die Produkte werden stetig weiterentwickelt, um schnell auf die Besonderheiten in diesem Markt reagieren zu können.

Qualität

Qualität, Zuverlässigkeit und kundenspezifische Flexibilität sind für die BERG TECTOOL GmbH wesentliche Eigenschaften und die Simulation und Zusammenarbeit mit PART Engineering sind Mittel diese zu erreichen.

Trotz höchster Qualitätsansprüche kann auch ein BERG-Werkzeug im harten Arbeitseinsatz auf der Baustelle mal streiken. Bei Garantiefällen wird eine kostenlose Reparatur geleistet oder ggfs. ein kostenloser Ersatz gegeben. Sowohl für den Kunden als auch für den Hersteller ist es am besten, dies jedoch möglichst zu vermeiden und daher insbesondere ein Augenmerk auf die Vorentwicklung zu setzen.

Jede hier investierte Stunde Zeit zahlt sich aus, denn die Probleme im Nachhinein in der Produktion oder gar erst im Feld zu lösen, ist wesentlich aufwendiger und stellt weder Kunden noch Hersteller zufrieden.

Nachhaltigkeit

Außerdem hilft die Entwicklung auch bei der richtigen Materialauswahl für neue Werkzeuge. Bei der Entwicklung von neuen Produkten wird stets darauf geachtet, dass alle entsprechenden Umweltnormen beachtet werden und einwandfreie und unbedenkliche Produkte geliefert werden. So kann auch das Versprechen gegeben werden, Altgeräte nach Rückgabe umweltgerecht zu entsorgen und die Wertstoffe dem Wirtschaftskreislauf wieder zuzuführen.

Das neue elektrische Handrührwerk

Eines der neuesten Entwicklungsprojekte ist das elektrische Handrührwerk BERG MX 19.
Das professionelle BERG MX 19 Rührwerk überzeugt durch Top-Qualität und einem außergewöhnlichen Design. Leistungsstark, leicht-gewichtig, vielseitig und für den täglichen Einsatz entwickelt. Der 1850 Watt-Motor mit Leistungselektronik bringt konstante Kraft beim Mischen und das drehmomentstarke 2-Gang Getriebe sorgt für eine hohe Lebensdauer. Stabile Stahlecken im Handgriff schützen zudem die Maschine vor Beschädigungen im täglichen Einsatz.

Unter anderem wurden diese Eigenschaften durch den Einsatz der Simulation erreicht. Die Leistung aus dem 1850 Watt-Motor muss auch von allen Komponenten des Geräts einwandfrei übertragen und ausgehalten werden. Dies gilt für elektronische Komponenten, sowie für mechanisch oder thermisch beanspruchte Bauteile.

Simulationspotenzial

Das Drehmoment spielt bei diesem Gerät eine große Rolle. Im konkreten Fall wurde das Gehäuse unter entsprechender Last simuliert. Mittels einer Struktursimulation können schnell die Stellen gefunden werden, die nochmal einer Verbesserung bedürfen, oder auch im umgekehrten Fall die Bereiche, in denen Material eingespart werden kann.

Ebenfalls entscheidend für Bauwerkzeuge und auf diese Weise simulierbar, ist die Temperaturentwicklung und Temperaturverteilung während der Nutzung.

Auch die Fertigung eines Bauteils kann simuliert werden. Zum einen, um die Herstellbarkeit und damit verbundene Probleme frühzeitig aufzudecken, oder um Fertigungseinflüsse bei der mechanischen Beurteilung zu berücksichtigen.
Für das Gehäuse wurde eine Spritzgießsimulation durchgeführt. Die so verfügbaren Ergebnisse (z.B. Orientierungen und Bindenähte) können mittels der Software Converse in die Struktursimulation übernommen werden.

Lebensdauer

Baumaschinen leisten sehr viel und sollten dieser Belastung auch über einen langen Zeitraum hinweg standhalten. Alle zuvor genannten Einflüsse wie Kräfte, Momente, Temperaturen oder Bindenähte können die Laufzeit erheblich beeinflussen.
Oft können geringe Maßnahmen, wie eine Erhöhung der Radien oder eine zusätzlich eingezogene Rippe die Lebensdauer erheblich steigern.

Die Festigkeiten verschiedener Materialien spielen hier eine entscheidende Rolle. Für Kunststoffe und Metalle hilft MatScape dabei die richtige Wahl des Materials und der damit einhergehenden Festigkeit zu treffen.

Die Beurteilung eines möglichen Versagens kann dann mittels einer geeigneten Software für diese beiden Materialgruppen durchgeführt werden. Gegen welche Betriebslast oder gesetzliche Anforderung ausgelegt werden muss, ist je nach Anwendung unterschiedlich. In Fragen der Sicherheit geht es häufig um kurzzeitige Missbrauchslasten, in Fragen der Qualität jedoch eher um das langzeitige oder zyklische Verhalten.

Diese Fragen können schlussendlich mit der Software S-Life mit den Modulen FKM (für Metalle) und Plastics (für Kunststoffe) beantwortet werden.

Bei den bestehenden und neuen Bauwerkzeugen von BERG werden Qualität und Kundenzufriedenheit auch weiterhin der Treiber für eine ganzheitliche Produktentwicklung sein, die nach Möglichkeit die Simulation miteinschließt.

 

Autor: Fabian Berg, Geschäftsführer BERG TECTOOL GmbH
Co-Autor: Sascha Pazour, Berechnungs- und Vertriebsingenieur, PART Engineering GmbH

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