Forschungs- und Entwicklungsprojekte

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Grundlagen/Software

Eine wesentliche Grundlage für die zielgerichteten Produkt- und Prozess-innovationen bilden die eigenentwickelten Berechnungsprogramme für die Dimensionierung, Auslegung und Fertigungssimulation von Werkzeugen, Maschinenelementen, Getrieben und Antriebssträngen. Die Basis der Programme sind die GFC-Klassen (GFC = Gear Foundation Classes).

GFC-Programme:

  • MESim: Auslegung, Gestaltung und Berechnung von Maschinenelementen.
  • FeSim: Fertigungssimulation inkl. Werkzeugauslegung, Prozessoptimierung, Simulation der Werkzeugmaschine und dem Messen der gefertigten Teile.
  • MaSim: Simulation von Maschinen, Antriebssträngen und Getrieben.
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Programmbaukasten
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Räumliche Verzahnungsberechnung
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Kinematik von Werkzeugmaschinen


 

Kooperative Forschung 

 

  • Predictive Maintenance Mechatronischer Systeme
    In diesem kooperativen Forschungsprojekt mit der HOMAG GmbH geht es darum, kostspielige ungeplante Maschinenstillstände durch Ausfälle von häufig vorkommenden Komponenten wie  z.B. Lager, Führungen oder Getriebe in den Bearbeitungszentren  zu verhindern ohne dabei unnötige Wartungskosten durch zu frühes Auswechseln zu produzieren oder zusätzliche teure Sensoren einzubauen. Dazu werden serienreife Algorithmen entwickelt, die durch eine intelligente Verknüpfung der Daten aus der bereits vorhandenen Hard- und Software den Zustand der Komponenten in den Bearbeitungszentren beurteilen, um drohende Stillstände treffsicher vorherzusagen und damit zu vermeiden.
  • Kooperative Forschungsprojekte zusammen mit der Firma Weckenmann Anlagentechnik GmbH & Co. KG
    Die duale Partnerfirma Weckenmann Anlagentechnik in Dormettingen liefert weltweit Anlagen für die Herstellung von Beton-Fertigteilen. Diese Anlagen können stationär sein, es können Umlaufanlagen sein, es kann sich aber auch um mobile Fertigungsanlagen in direkter Baustellennähe handeln. Für das Konzept der mobilen Batterieschalung, bei dem ein neu entwickeltes Spezialfahrzeug das transportable Werk direkt auf die Baustelle befördert, erhielt die Firma 2016 den Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg. In verschiedenen kooperativen Forschungsprojekten sollen die bei der Fertigung von Beton-Fertigteilen verwendeten Antriebe aber auch komplette Fahrsysteme für die Betonelemente weiter optimiert oder durch innovative Antriebskonzepte ersetzt werden.

 

Innovative Antriebe 

  • EpiZza (Entwicklungsprojekt innovative Zuziehantriebe)
    Entwicklung von innovativen Zuziehantrieben, z.B. für Klimaanlagen oder bei Heckklappen. Zum Ausgleich des nicht konstanten Abtriebsmomentes bei Zuziehantrieben wird ein unrundes Stirnrad oder eine ungerade Zahnstange verwendet. Bei hohen Übersetzungen kommt in der ersten Stufe ein neuartiges Kunststoff-Wellgetriebe zum Einsatz.  
  • EpiGsa (Entwicklungsprojekt innovative Globoidschneckenantriebe)
    In diesem Forschungsprojekt sollen innovative Globoidschnecken-getriebe entwickelt werden. Bei Schneckengetrieben in der Feinwerk-technik ist beispielsweise das Schneckenrad ein Spritzgußteil aus Kunststoff und daher wird aus Fertigungsgründen statt einem Globoid-schneckenrad (welches einen Formeinsatz mit Schieber erfordern würde) ein zylindrisches Schneckenrad verwendet. Durch das zylindrische Schneckenrad sinkt die Tragfähigkeit. Zum Ausgleich soll statt einer Zylinderschnecke eine Globoidschnecke verwendet werden. 
  • EpiKra (Entwicklungsprojekt innovative Kronenradantriebe)
    Entwicklung innovativer Kronenradgetriebe, u.a. geht es um die Entwicklung  eines Kronenraddifferentials für ein Elektrofahrzeug. Bei diesem Getriebe geht es vor allem darum, im Hinblick auf die Reichweite, einen hohen Wirkungsgrad und ein geringes Gewicht zu erreichen.
  • MogFlo (Universelles Motorgerät für die Brennholzaufarbeitung)
    Entwicklung eines universellen und kostengünstigen Motorgerätes für die private Brennholzaufarbeitung. Für die gelegentliche Waldarbeit lohnen sich teure und große Spezialmaschinen oftmals nicht. Die Bearbeitung mit kleineren Maschinen ist auch bodenschonender möglich als bei einer rein kommerziellen Nutzung mit großen und schweren Spezialmaschinen. Es soll daher ein möglichst universell verwendbares Motorgerät einschließlich der passenden Hilfsmittel für die private d.h. nicht kommerzielle Brennholzaufarbeitung entwickelt werden, welches möglichst kompakt und kostengünstig sein sollte.
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Entwicklungsprojekt innovative Zuziehantriebe (EpiZza)
Zuziehantrieb.pdf [191.3 KB]
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Entwicklungsprojekt innovative Kronenradantriebe (EpiKra)
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Universelles Motorgerät für die Brennholzaufarbeitung
MogFlo.pdf [554.2 KB]

 

 Prozessinnovationen

  • Schneidendes Anfasen
    Entwicklung von neuen Verfahren und Werkzeugen um Fasen an Zahnrädern wirtschaftlich und definiert erzeugen zu können.
  • Globoid verzahnen
    Optimierung bestehender und Entwicklung neuer Verfahren für die Fertigung von Globoidschnecken und Globoidschneckenräder.
  • Kronenradfertigung
    Für Kronenräder sollen die bestehenden Fertigungsverfahren optimiert und auch neue Fertigungsmöglichkeiten entwickelt werden; dies betrifft sowohl die Weich- und Hartbearbeitung als auch das Anfasen
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Entwicklungsprojekt schneidendes Anfasen

 

Forschungsschwerpunkt IFI 4.0

Die Bezeichnung IFI 4.0 kennzeichnet Forschungsprojekte nach dem Motto: "Intelligente Fertigung im Zeitalter von Industrie 4.0".

  • IFI 4.0: -*-=+
    Bei dem Forschungsprojekt IFI 4.0:  -*.=+ oder ausgeschrieben
    "Minus mal Minus gleich Plus" geht es darum, trotz Abweichungen in der Fertigung, z.B. durch die Werkzeugmaschine, dem Werkzeug oder beim Spannen, durch einen intelligenten Fertigungsprozess gute Werkstücke zu erhalten.
  • IFI 4.0: 5ABvV
    Die Abkürzung 5ABvV steht für die 5-Achs Bearbeitung von Verzahnungen, d.h. der Fertigung von Zahnrädern auf einem Bearbeitungszentrum.
  • IFI 4.0: Messen
    Messen von Zahnrädern und Verzahnungswerkzeugen (inkl. den Werkzeugen für die Fertigung von Verzahnungswerkzeugen) auf Koordinatenmessmaschinen und auch das Messen in der Werkzeug-maschine. Bei Schneidwerkzeugen geht es auch um das Messen nach dem Nachschärfprozess inkl. der Dokumentation und Speicherung des aktuellen Werkzeugzustandes.

    Sowohl die Fertigung als auch das Messen der Zahnräder auf Koordinatenmessmaschinen erfolgt in den Laboren am Campus Horb.

  • IFI 4.0: VI
    Bei dem Forschungsprojekt IFI 4.0: VI geht es um die vorausschauende Instandhaltung. Zum einen geht es um die Komponenten in einer Werkzeugmaschine (der Fokus liegt in der Antriebstechnik, vor allem auf Lager und Zahnräder) die bei einem Ausfall zu einem ungeplanten Maschinenstillstand mit all den Folgeschäden führen aber aus Ressourcengründen auch nicht zu früh getauscht werden sollen.
    Zum anderen geht es auch um die vorausschauende Instandhaltung von Werkzeugen in der Fertigung, beispielsweise in der Werkzeugmaschine (der Fokus liegt hier auf den Schneidwerkzeugen).
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IFI4.0:5ABvV Fünfachsbearbeitung von Verzahnungen
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IFI4.0:Messen Verzahnungsmessung
Zahnradmessung.pdf [145.4 KB]

 

 

Prüfstände

  • Tragbild- und Geräuschprüfstand
    Beliebig und exakt einstellbare Achsabstände und Achswinkel ermöglichen eine Tragbildprüfung aller Getriebetypen auch unter Berücksichtigung von Fertigungsabweichungen und Verformungen. Dieser Prüfstand wird zur Zeit erweitert, um damit auch Geräusch- und Einflankenwälzprüfungen durchführen zu können.
  • Getriebeprüfstand
    Laufprüfung feinwerktechnischer Getriebe unter Last zur Ermittlung von Tragfähigkeit, Lebensdauer und Wirkungsgrad.


 

Studienarbeiten

  • Aktuelle Studienarbeiten (T3100)
    - Entwicklung eines Hinterachsantriebes für ein Elektroleichtfahrzeug
    - Stand der Antriebsstrangtechnik bei Elektrorädern
    - Universelles Motorgerät für die Brennholzaufarbeitung (Mogflo)
    - Einzelbetriebserlaubnis für eine einachsige Zugmaschine (Mogflo)
    - Predictive Maintenance mechatronischer Systeme (Studienarbeit in Zusammenarbeit mit der dualen Partnerfirma Homag GmbH)

  • Abgeschlossene Studienarbeiten
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Studienarbeiten ab 2011

 

Kontakt:
Steinbeis Transferzentrum Simulation im Maschinenbau

an der DHBW Stuttgart

Campus Horb

Leiter: Prof. Dr.-Ing. J. Grill

Florianstraße 15

72160 Horb am Neckar

Tel.: 07451 521-133

Fax: 07451 521 139  

E-Mail: info@sim-horb.de

Web: www.sim-horb.de 

 

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