Maschinenentwicklung
Leitung: Dipl.-Ing. Markus Schröppel
- Kreisaktuator
Die Arbeitsbereiche der Abteilung Maschinenentwicklung und Materialfluss-automatisierung umfassen der Themengebiete Schwingungsanalyse, Konstruktion und Entwicklung, Maschinensteuerung und Schüttgutförderung. Weiterhin befasst sich die Abteilung mit dem Arbeitsgebiet der Monofunktionalen autonomen Transportfahrzeuge. Dabei wurde ein Doppelkufensystem entwickelt, welches den Transport von Großladungsträgern wie z.B. Paletten ermöglicht. Des Weiteren wurden Fahrzeuge für den Transport von Kleinladungsträgern Kleine autonome Transporteinheiten (KaTe) entwickelt.
Bearbeitet werden sowohl Forschung- und Entwicklungsprojekte als auch Industrieprojekte. Neben der Generierung innovativer Forschungsideen werden neue Maschinen und Komponenten entwickelt und optimiert.
Das Aufgabengebiet der Schwingungsanalyse umfasst die Untersuchung des Schwingungsverhaltens von Flurförderzeugen und fördertechnischen Maschinen.
Ziel der Forschungsarbeiten ist die Identifizierung und Optimierung von Bauteilen und Maschinenkomponenten, die das dynamische Verhalten beeinflussen. Um komplexe, mehrdimensionale Schwingungszustände analysieren zu können, werden neben experimentellen Untersuchungen im Labor und im Feldeinsatz (Schwingungsmessungen, Modalanalyse) unterschiedliche Simulationswerkzeuge eingesetzt. Häufig werden dabei im Rahmen einer Neuentwicklung virtuelle Prototypen konstruiert und Parameter- und Strukturvariationen in der Simulation erprobt. Mit dieser Verfahrensweise können sowohl die Entwicklungskosten als auch der Zeitaufwand deutlich reduziert werden.
Ziel der Forschungsarbeiten ist die Identifizierung und Optimierung von Bauteilen und Maschinenkomponenten, die das dynamische Verhalten beeinflussen. Um komplexe, mehrdimensionale Schwingungszustände analysieren zu können, werden neben experimentellen Untersuchungen im Labor und im Feldeinsatz (Schwingungsmessungen, Modalanalyse) unterschiedliche Simulationswerkzeuge eingesetzt. Häufig werden dabei im Rahmen einer Neuentwicklung virtuelle Prototypen konstruiert und Parameter- und Strukturvariationen in der Simulation erprobt. Mit dieser Verfahrensweise können sowohl die Entwicklungskosten als auch der Zeitaufwand deutlich reduziert werden.
Neben der Generierung innovativer Forschungsideen werden in dem Bereich der Konstruktion und Entwicklung Maschinen und Komponenten sowohl für Fördergüter der Stückguttechnik als auch der Schüttguttechnik neu entworfen und optimiert. Der Entwicklungsprozess beinhaltet dabei die wesentlichen Vorgehensweisen des methodischen Konstruierens, die beginnend bei Produkt-, Patent- und Marktanalysen über morphologische Auswahlverfahren zu ersten Prototypen führen. Diese können zumeist in der institutseigenen Werkstatt gefertigt und mit Hilfe von Laborprüfmaschinen statischen und dynamischen Belastungstests unterzogen werden. Ein weiteres Tätigkeitsfeld ist die Analyse und Optimierung bestehender Anlagen, die beispielsweise mit Hilfe der Fehler-Möglichkeits- und Einfluss-Analyse (FMEA) durchgeführt wird.
Um realitätsnahe Erprobungen durchführen zu können, werden neuartige Prüfverfahren entwickelt und an teils neu konstruierten Versuchsständen getestet. Diese Versuchsstände sind mit umfangreicher Messtechnik ausgestattet, beispielsweise mit Dehnungsmessstreifen, Beschleunigungssensoren, optischen Infrarotsensoren, Wärmesensoren oder Kraft- und Wegaufnehmern. Die Messwerte werden mit einer im IFT entwickelten computergestützten Datenerfassungs- und Auswerteeinheit aufgenommen und nach unterschiedlichen Kriterien analysiert, um so eine optimale Dimensionierung der Bauteile zu ermöglichen. Die in den Prüfständen zum Einsatz kommende Messhardware wird einschließlich der Programmierung der Softwarekomponenten am Institut entwickelt und gefertigt.
Im Bereich der Schüttgutförderung steht dem IFT eine Großversuchsanlage mit 7 Stetigförderern zur Verfügung, die für die Lehre, für Grundlagenuntersuchungen und für Untersuchungen zur Optimierung von bestehenden Problemsituationen genutzt wird. Mit Hilfe der Versuchsanlage können auch Simulationen von Schüttgutströmen mit kontinuumsmechanischer Berechnung oder der Diskrete Element Methode (DEM) verifiziert und weiterentwickelt werden.
Innerhalb des Gebiets der Monofunktionalen autonomen Transportfahrzeuge beschäftigt sich das IFT in mehreren Projekten mit der Entwicklung von neuen autonomen, schwarmfähigen Fahrzeugen, die einen völlig veränderten und erweiterten Praxiseinsatz ermöglichen. Mit den neuen Konzepten (Doppelkufensystem und KaTe) werden, unter Einsparung von Hubantrieben, Fahrerlose Transportfahrzeuge einfacher und kostengünstiger entwickelt. Bei dem neu entwickelten Antriebssystem des Doppelkufensystems werden u.a. die Hub-, Fahr- und Lenkbewegung miteinander kombiniert.