Machen Sie sich ein Bild
Wir verfügen über annähernd 20 Jahre Erfahrung in mehr als 40 verschiedensten Projekten. Die folgende Projektauswahl aus dem Bereich Produktentwicklung zeigt Ihnen bildlich unsere vielfältigen und umfassenden Einsatzmöglichkeiten. Weitere durchgeführte Projekte aus den Bereichen Automotive, Energietechnik, Gebäudetechnik, Haushaltsgeräte, Medizintechnik, ... finden Sie weiter unten. Bitte haben Sie Verständnis, dass wir aus Kundenschutzgründen nicht alle Details offenlegen können.
GDRM Filter
Aufgabe
Wir wurden beauftragt, die Ursache für Schwingungen innerhalb einer Gas-Druck-Regel-Mess-Anlage zu finden. Nach Untersuchung des Durchflussverhaltens, konnten diese auf das asymmetrische und drallbehaftete Ausströmen aus dem Filter zurückgeführt werden. Der Filter dient dem Abscheiden von Feststoffen (z.B. Rostpartikel) und Flüssigkeiten.
Ergebnis
Durch Anpassung der innenliegenden Bauteile (unter Beibehaltung der originalen Filterpatronen) konnte eine gleichmäßige Filterausströmung realisiert werden. Die Abscheideleistung wurde erhöht, der Bauraumbedarf reduziert und der Druckverlust halbiert. Der halbierte Druckverlust führt zu einer (hydraulischen) Leistungseinsparung von ca. 15.000 W (entspricht 2,5 MWh pro Woche bei 24/7 Betrieb).
Filmtrocknung
Aufgabe
In einem "Wetgate" Film-Abtaster verlässt der Film die Apparatur zu nass, es tropft. Die für die Trocknung verwendeten Düsen (auch Air-Knifes genannt) schaffen es nicht das Tetrachlorethylen (PER) in ausreichendem Maße von dem Film zu blasen. Die optimierten Düsen sollen plug'n'play austauschbar sein.
Ergebnis
Die neugestalteten Düsen wandeln die zur Verfügung stehende Druckluft deutlich effizienter in kinetische Energie um, so dass der Eingangsdruck ca. 20 %. reduziert werden kann. Der Film wird nun nicht mehr nass auf der Filmrolle aufgewickelt, kein Tropfen mehr. Die Abbildungen zeigen die Geschwindigkeitsfelder in der Mitte des Films.
Ansaugrohr
Aufgabe
Konstruktion eines Verteilerrohres zur Adaption einer größeren Drosselklappe. Ziel ist die Entdrosselung der Ansaugung zum Zweck der Leistungssteigerung.
Ergebnis
Unser strömungsoptimiertes Design. Ohne Einschränkungen als funktionaler Prototyp bzw. Kleinserie im Fahrzeug plug'n'play verwendbar. Hergestellt per 3D-Druck (MJFMulti Jet Fusion).
Ventilator
Aufgabe
Als Bestandteil eines Haushaltsgerätes soll ein Trommelläufer-Ventilator optimiert werden, damit das Gesamtgerät einen besseren EEIEnergie Effizienz Index erreicht. Das Spiralgehäuse darf nicht geändert werden, um die Kunststoffspritzguss-Werkzeugkosten gering zu halten. Wünschenswert wäre ebenfalls eine akustische Verbesserung.
Ergebnis
Es ist gelungen den (statischen) Wirkungsgrad des Ventilators um ca. 50 % zu erhöhen. Dies entspricht einer (hydraulischen) Leistungseinsparung von 11 W. Auf 100.000 Geräte gerechnet ergibt dies immerhin 1,1 MW. Das Betriebsgeräusch konnte um 3 db gesenkt werden. (alle Geschwindigkeitsskalen sind identisch)
Ultraschall-Wasserzähler
Aufgabe
Das Durchflussverhalten eines Wasserzählers soll untersucht werden, da in einigen Betriebspunkten zu hohe Messabweichungen auftreten. Dieser soll für einen sehr großen DynamikbereichVerhältnis maximaler zu minimaler Durchfluß (hier 240) verwendbar sein. Die aktuell verwendeten Sensoren (Transducerengl.: Energiewandler) sollen beibehalten werden.
Ergebnis
Die durch uns konzipierte Variante erfüllt alle Anforderungen. Die Strömung im Messbereich ist wesentlich gleichmäßiger, was zu geringeren Messunsicherheiten über den gesamten Arbeitsbereich führt. Darüber hinaus fällt der Druckverlust um ca. 30 % niedriger aus.
Staubfalle
Aufgabe
Die aktuell vorhandene Staubfalle filtert Eisenoxid Staub mittels einer Glasfaser-Filtermatte. Es soll untersucht werden, ob diese Matte durch eine "smarte" Strömungsführung substituiert werden kann. Es darf lediglich der untere Einleger abgeändert werden.
Ergebnis
Unser Design erfüllt alle Anforderungen und kommt ohne zusätzlicher Filtermatte aus. Der Normtest bzgl. der Filterrate ist bestanden worden. Im Vergleich zur Referenz konnte der Druckverlust um ca. 20 % reduziert werden.
Strömungsmechanik Labor
Aufgabe
Auswahl der Messtechnik, Projektierung und Bauüberwachung. Die zur Verfügung stehenden Räumlichkeiten sollen optimal ausgenutzt werden. Forschung und Lehre sollen gleichermaßen möglich sein.
Ergebnis
Das Labor ist nun u.a. ausgestattet mit: Schallschutz-Raum, Akustische Kamera, Kammerprüfstand, 3D PIVengl.: Particle Image Velocimetry-System, Kleinwindkanal. Die Grundrissplanung erlaubt auch die Kombination verschiedener Prüfstände, z.B. Kammerprüfstand und Schallschutz-Raum.
Raumlüftung
Aufgabe
Konzeption einer (mit wenig Aufwand) nachrüstbaren RLTRaum Luft Technik-Anlage für Unterrichtsräume. Die Raumluft soll mindestens drei Mal pro Stunde "ausgetauscht" werden, ohne Unbehagen (wegen Zugluft) bei den Personen zu verursachen. Die in diesem Raum auftretende natürliche Konvektion aufgrund der menschlichen Abwärme soll effektiv unterstützt werden.
Ergebnis
Unser vorgestelltes Konzept erfüllt alle Anforderungen. Der Luftaustausch findet vier Mal pro Stunde statt und kann durch einen HEPA-Filterengl.: High Efficiency-Particulate Airfilter unterstützt werden. Die maximale Luftgeschwindigkeit liegt (weiterhin) unter 15 cm/s und ist somit laut Arbeitsstättenrichtlinie ASR A 3.6 unkritisch. Die Verteilung von Aerosolen im Raum wird wirkungsvoll reduziert.
Heizung
Aufgabe
Die vorhandene Heizung soll bzgl. ihrer Wärmeverteilung optimiert werden. Ziel ist die Heizleistung zu erhöhen, ohne die Brandgefahr durch Hot Spots zu vergrößern. Versuche mit verschiedenen Heizwendelanordnungen brachten nicht den gewünschten Erfolg.
Ergebnis
Durch die optimierte Anströmung kann die Heizleistung problemlos um 20 % erhöht werden. Die Temperaturverteilung ist nun deutlich gleichmäßiger. Gleichzeitig kann die maximale Temperatur am Auslass um 100 °C reduziert werden.
Abgasanlage
Aufgabe
Die Abgasanlage eines Sportwagens soll zum Zwecke der Leistungssteigerung optimiert werden. Der ausreichende Abstand zu hitzesensiblen Bauteilen (z.B. Zündspulen) muss gewährleistet sein. Es dürfen keine Teile aus dem Unterboden hinausragen. Um den vorhandenen Bauraum optimal unter Beibehaltung der Katalysatoren auszunutzen, haben wir mit unserem 3D Scanner den Unterboden / Motor digital erfasst.
Ergebnis
Unsere Variante erfüllt alle Anforderungen. Die Primärrohre sind größer im Durchmesser, gleich lang (ihre Längen differieren lediglich ± 2 mm bzw. << 1 %) sowie links / rechts symmetrisch ausgeführt. Durch identische (große) Biegeradien lassen sich die Primärrohre effizient mittels CNC-Biegemaschine herstellen. Der OEM Titan Schalldämpfer (aus einem anderen Modell) verfügt über eine X-Pipe, die den Ladungswechsel noch weiter verbessert.
Axialrad-Zähler
Aufgabe
Der vorhandene Axialrad-Gaszähler soll auf sein Betriebsverhalten bei unterschiedlichen, gestörten Zuströmungen untersucht werden. Basierend auf diesen Erkenntnissen soll das Gleichrichterelement vor dem Laufrad optimiert werden.
Ergebnis
Mittels numerischer Simulationen konnten die Schlüsselgebiete aufgezeigt werden. Durch kleine Änderungen am Gleichrichter ist das Betriebsverhalten nun über alle asymmetrischen Anströmbedingungen konstant.
Aerodynamik
Aufgabe
Ein Sportwagen soll mit, die Aerodynamik verbessernden, "plug'n'play" Anbauteilen ausgestattet werden. Der verfügbare Heckflügel wird in unterschiedlichen Höhen, Anstellwinkeln sowie mit und ohne Gurney untersucht. Die Anbauteile sollen den Auftrieb reduzieren bzw. in Abtrieb umwandeln und gleichzeitig den Widerstand möglichst wenig erhöhen.
Ergebnis
Bei der gezeigten Variante wird der Auftrieb des Referenzmodells (ca. 600 N) in Kombination mit den Canards in doppelten Abtrieb umgewandelt. Der Widerstandskoeffizient steigt gleichzeitig um vergleichsweise geringe 0,024 Punkte. (Berechnungen basieren auf einem modifizierten DrivAer Modell, Bilder zeigen Ergebnisse bei 250 km/h).
Intraokularlinsen
Aufgabe
Für das In-vitro Testen der nächsten Generationen von Intraokularlinsen soll ein Prüfstand entwickelt werden. Mithilfe dieses sollen die Linsen gestreckt / gestaucht / geneigt und der Einfluss auf die optischen Eigenschaften / Lichtbrechung untersucht werden. Der Prüfstand soll über Aktorik und Sensorik verfügen, um die Kraft-Weg-Kennlinien ermitteln zu können. Die Anwendung der OCTOptische Kohärenztomographie ist zu ermöglichen. Die Untersuchung echter Augen soll ebenfalls möglich sein.
Ergebnis
Unser Prüfstand erfüllt alle Anforderungen und beinhaltet eine zusätzliche Präparierungsstation. Während der Analyse-/ und Konzeptphase wurden mehrere mögliche Ansätze der Umsetzung aufgezeigt. Das aussichtsreichste Konzept wurde als 1:1 Modell vorab mittels 3D Druck hergestellt, um die Handhabung bzw. einzelnen Arbeitschritte nachvollziehen zu können. Der finale Prüfstand ist mittels hochpräziser CNC Fertigung und acht Kraftsensoren und Aktoren aufgebaut worden.
Laufrad Optimierung
Aufgabe
Eine Strömungsmaschine soll optimiert werden, ohne die Peripherie zu ändern. Das beinhaltet ebenso Laufraddurchmesser, -breite, Wellenposition und Antriebsdrehzahl, sodass das Schaufelprofil als einziger Parameter übrig bleibt. Mittels CFD lassen sich die Geschwindigkeitsfelder innerhalb der Schaufelkanäle auswerten. Dies ist experimentell, z.B. mittels PIV, nur mit sehr hohem Aufwand möglich.
Ergebnis
Die Auswertung der relativen Geschwindigkeiten, d.h. aus "mitbewegter Lagrange Sicht", offenbart die Ablöse- und Rezirkulationsgebiete. In diese Zonen wird ein passendes Schaufelprofil aus der NACA Reihe platziert, hier 35145-42. Der statische Druckaufbau steigt hier um 8 % und der Wirkungsgrad um 5 %. Die deutlich gleichmäßigere Durchströmung ist hierfür ursächlich.
Elektromotor
Aufgabe
Für den interdiszipilinären Simulationsworkflow eines Elektromotors wird ein CAD Script benötigt. Dieser Workflow soll neben der Strukturmechanik ebenfalls die Leistungselektronik, Elektromagnetik und Strömungsmechanik beinhalten und innerhalb der Ansys Workbench durchführt werden.
Ergebnis
Das Ansys Spaceclaim Script umfasst 32 Parameter. Der permanent erregte Elektromotor wird bei jeder Parameteränderung neu aufgebaut, um konsistente Daten zu gewährleisten. In Kombination mit DOE lassen sich automatisiert und einsatzbezogen geeigente Motorkonfigurationen ermitteln.
Gaszähler
Aufgabe
Es soll ein modulares Gaszähler Konzept erarbeitet werden. Das Konzept soll für unterschiedliche Märkte, Stutzenabstände und Durchflussbereiche geeignet sein. Im Anschluss soll ein funktionsfähiger Prototyp erstellt werde, der u.a. in der Klimakammer getestet werden kann.
Ergebnis
Der Funktionsprototyp ist in drei Segmente aufgeteilt. Mittels drei verschiedener Stutzensegmente, lassen sich sechs Stutzenabstände in U- oder S-Konfiguration realisieren. Das mittlere Modul kann mittels unterschiedlicher Sensorik bzgl. des gewünschten Messbereiches angepasst werden.
Leichtbaufelgen
Aufgabe
Die Fahrdynamik eines Sportwagens soll durch leichte Felgen verbessert werden. Hierdurch sinken die ungefederten Massen und das Leistungsgewicht verbessert sich. Ziel sind 10 kg Reduktion im Vergleich zum bereits relativ leichten, geschmiedeten OEM Aluminium Felgensatz. Die Felgen sollen ebenfalls für motorsportliche Aktivitäten verwendbar sein.
Ergebnis
Zur Erreichung der Gewichtsvorgabe wird die Magnesiumlegierung AZ80 eingesetzt. FEM Detailoptimierungen ermöglichen, ohne die Designvorgabe zu verletzen, dass die Felgen selbst bei doppelter Belastung nach ECE R124 dauerfest sind. Der erste Prototypensatz hat das Zielgewicht nicht erreicht. 3D Scans zeigen, dass der Lieferant bei der CNC Fertigung unzulässig von der Vorgabe abgewichen ist.
Ladeluftkühler
Aufgabe
Zum Zweck der Leistungssteigerung soll ein optimierter Ladeluftkühler konstruiert werden. Dieser soll plug'n'play in den vorhandenen Bauraum passen. Es sollen die OEM Befestigungsmöglichkeiten bzw. Anschlüsse zur Montage genutzt werden können.
Ergebnis
Durch Änderung der Durchströmung kann der Druckverlust halbiert werden. Hierdurch kann die Leistung gesteigert werden, ohne den Turboladerdruck erhöhen zu müssen. Die Ansprechzeit verbessert sich, das sogenannte Turboloch fällt geringer aus.
Spiralgehäuse Optimierung
Aufgabe
Es soll ein Konzept zur Optimerung von Spiralgehäusen von radialen Strömungsmaschinen entwickelt werden. Das Konzept soll an Vorgaben bzgl. Bauraum sowie Ein- und Auströmbedingungen adaptierbar sein. Die Verwendbarkeit soll mittels CFD Simulationen nachgewiesen werden.
Ergebnis
In Ansys CFX wird ein iteratives "Sedimentierung Script" erstellt. Das Script führt nach wenigen Generationen zu einem Geometrievorschlag. Der Totaldruckverlust liegt im gezeigten Beispiel um Faktor drei niedirger, während die statische Druckumwandlung um Faktor 5 höher liegt.
Projekte Übersicht nach Branchen
Ingenieurbüro, CFD, Strömungssimulation, Strömungsmechanik, Strömungstechnik, FEM, Strukturmechanik, Struktursimulation, Topologie Optimierung, Bionik, Evolutionsstrategie, KVP, Six Sigma, Lean Management, Qualität, Innovation, Effizienz, Aerodynamik, Ventilator, Pumpe