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01.06.2017

FH-Forscher entwickeln passiven Kettenschutz

FEM-Simulation hilft dem Mittelstand bei der Optimierung von Förderanlagen

Soest. Die Ketten sind in einer Förderanlage von zentraler Bedeutung. Besonders bei größeren Anlagen muss dieses technische Bauteil teils unregelmäßig starken Belastungen standhalten. Bricht die Kette, sind meistens ein kostspieliger Betriebsausfall und aufwändige Reparaturen die Folge. Im Rahmen eines ZIM- Kooperationsprojekts mit der DI MATTEO Förderanlagen GmbH & Co. KG, entwickelten Forscher der Fachhochschule Südwestfalen eine innovative mechanische Überlastsicherung für Kettenförderer.

Besonders beim Einsatz in der Abfallwirtschaft sind Förderketten seltenen, aber großen Missbrauchslasten ausgesetzt. Der Abfall wird nicht kontinuierlich, sondern in Intervallen und mit unterschiedlichem Gewicht befördert. Nicht selten befinden sich große und harte Teile aus Metall oder Stein im Förderkanal, die zum Kettenbruch führen können. Auf Anregung von Dr.-Ing. Luigi Di Matteo, Geschäftsführer der DI MATTEO Gruppe aus Beckum, machte sich ein Team der Fachhochschule Südwestfalen, Fachbereich Maschinenbau- Automatisierungstechnik in Soest, unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Alfons Noe, daran, eine mechanische Überlastsicherung zu entwickeln. Dem vorausgegangenen war eine Analyse tatsächlicher Kettenbrüche. Daraus ist der Entwurf für eine Neukonstruktion des Kettenglied-Mitnehmer-Systems für einen rein mechanischen, passiven Kettenschutz entstanden, der mit der Finiten- Elemente-Methode (FEM) im Labor für Technische Mechanik und Simulation hinsichtlich Funktion und Festigkeit analysiert und optimiert wurde. Durch Versuche mit den neu konstruierten Modulen im Labor für Werkstofftechnik des Fachbereichs unter Leitung von Prof. Dr. Anne Suse Schulz-Beenken wurden die berechneten Eigenschaften geprüft und Optimierungsmöglichkeiten gefunden. An den Forschungsarbeiten beteiligt waren wissenschaftliche Mitarbeiter und Maschinenbau-Studierende. In der letzten Projektphase wurde die Neukonstruktion mit realitätsgerechten Systemversuchen in einer bestehenden Förderanlage des Kooperationspartners DI MATTEO gemeinsam mit Dr. Dominik Aufderheide, Leiter Automatisierung und Forschung bei DI MATTEO, umgesetzt und dort auf ihre Praxistauglichkeit überprüft.

Die Abbildung zeigt einen Vergleich von FEM-Simulation und Laborversuch für den Rutsch- und Abwälzvorgang beim aktivierten passiven Kettenschutz.

Die enge Verzahnung von Wissenschaft und Praxis wird an der Fachhochschule groß geschrieben. Doch bevor der Industriepartner die in den Labors entstandene Innovation wirtschaftlich verwerten kann, war ein großes Maß an Forschungsleistung gefragt. Da sich die genaue Modellbildung der reibungsbehafteten Kontaktzonen beim Rutsch- und Wälzvorgang zwischen Kettenglied und Mitnehmer als wesentliche Voraussetzung für wirklichkeitsgerechte FEM-Simulationen erweist, wurde in einem mehrstufigen Verfahren zunächst ein sehr detailliertes Sub-Modul aufgebaut, um dessen Ergebnisse in FEM-Systemsimulationen mit geringerem Detailgrad zu verwenden. Die FEM-Simulation erwies sich deshalb als Herausforderung, weil bei einer großen Missbrauchsbelastung die Kinematik des Wälzens und Rutschens, die Reibung und die Kräfte hochgradig nichtlinear zusammenwirken.

Im Einzelnen wurden durch FEM-Simulationen mit einem Kontaktersatzmodell die entscheidenden Kontaktparameter bestimmt. Mit den so gefundenen Einstellungen wurden danach mehrteilige Kinematikmodelle zur geometrischen Optimierung der verbauten Komponenten erstellt. Nachdem hierdurch eine geeignete Geometrie gefunden wurde, wurden die Spannungsermittlungen mit umfangreichen elastisch-plastischen Festigkeitsanalysen sowie komplexen Mehrkörper-FEM-Modellen mit Kontaktbindungen im expliziten Modus für den Differenzialgleichungslöser durchgeführt. Hierdurch wurden genaue Aussagen über die Belastbarkeit des neuen Systems und das Funktionieren der Idee eines mechanischen, passiven Kettenschutzsystems im Überlastfall gewonnen.

Um das Kernmodul der Neuentwicklung bei großen asymmetrischen Belastungen im Laborversuch zu validieren, ohne neue teure Prüfmaschinen beschaffen zu müssen, wurden eigens spezielle Halterungen und Messaufbauten entworfen, realisiert, kalibriert und angewendet. Für die Überprüfung der Innovation mussten Missbrauchslasten kontinuierlich bis zum Bruch gesteigert werden. Sowohl die gute Übereinstimmung der Bewegungsabläufe und Verformungen in Messung und Berechnung als auch die Kraftunterschiede bis nur etwa 15 Prozent waren der Auslöser für den letzten, entscheidenden Entwicklungsschritt, die Validierungstests des neuartigen Kettenglied-Mitnehmer-Systems mit methodisch variierten Systemversuchen in einer Förderanlage im Technikum des Kooperationspartners DI MATTEO. Nach einer ersten Versuchsreihe wurden realitätsgerechte Versuche mit Hausmüll und eingesetzten sperrigen Hindernissen durchgeführt. Kettenbrüche sind bei keinem der Versuche eingetreten. Dank der Neuentwicklung fällt der Anstieg der Missbrauchskraft wesentlich langsamer aus. Diese weist jetzt ein gut erkennbares Muster auf, das Messsignale für die wichtige Notaus-Abschaltung der Förderanlage senden könnte.

Die Pressemitteilungen der letzten 30 Tage.

13.12.2017

Strahlkraft weit über Hagen hinaus

Fachhochschule Südwestfalen in Hagen neu illuminiert

Hagen. Die Fachhochschule Südwestfalen in Hagen setzt ein neues Glanzlicht. Fünf nagelneue Scheinwerfer sorgen seit ein paar Tagen dafür, dass das Hochschulgebäude an der Haldener Straße wieder zum Blickfang wird. Durch seine exponierte Lage strahlt es nun sogar wieder weit über die Stadtgrenzen hinaus.

11.12.2017

Der direkte Draht und ganz viele Erfolgserlebnisse

Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen-Gebäudesystemtechnolgie der Fachhochschule Südwestfalen stellt sich Schülerinnen und Schülern in Unna vor

Hagen. Zu Hause ist es doch am schönsten. Das gilt umso mehr, wenn das Zuhause ziemlich smart ist. Und richtig spannend wird das Ganze, wenn man das smarte Zuhause steuern kann, obwohl man gar nicht zu Hause ist. Um Schülerinnen und Schüler für die Faszination des intelligenten Hauses von morgen zu sensibilisieren, veranstalteten Professoren, Mitarbeiter und Studierende des Lüdenscheider Studiengangs Wirtschaftsingenieurwesen-Gebäudesystemtechnolgie jetzt einen Workshop.

06.12.2017

Gerechtigkeitskrise im Gesundheitswesen?

Drittes Hagener Hochschulgespräch am Montag, 27. November, im Audimax der Fachhochschule Südwestfalen

Hagen. „Gesundheit ist nicht alles, aber ohne Gesundheit ist alles nichts.“ In Anlehnung an dieses Zitat des Philosophen Arthur Schopenhauer beschäftigt sich das dritte Hochschulgespräch an der Fachhochschule Südwestfalen in Hagen mit Gerechtigkeitsaspekten des deutschen Gesundheitssystems.

24.11.2017

Wenn das Audimax zur Tanzschule wird

Marco Scopelliti hat seine Leidenschaft für Salsa und Bachata auf viele Hagener Studierende übertragen

Hagen. Es dauert ja gelegentlich eine Weile, bis sich eine gute Idee wirklich durchsetzt. Marco Scopellitis Idee ist jetzt ziemlich genau ein Jahr alt und verbindet zwei Bereiche, die bisher sicherlich nicht besonders viele Berührungspunkte hatten: Hochschule und Tanzen. Scopelliti ist leidenschaftlicher Tänzer. Und diese Leidenschaft weckte er nach und nach bei mehr Hagener Studierenden als er selbst das vielleicht vermutet hatte.

22.11.2017

Reichere Reiche, ärmere Arme?

Hagener Hochschulgespräch thematisiert am 27. November die Gerechtigkeit unseres Wirtschaftssystems

Hagen. Kommt das Soziale in der sozialen Marktwirtschaft zu kurz? Sind wir auf dem Weg in einen ungebremsten Kapitalismus? Diskussionen und Antworten dazu gibt es beim nächsten Hagener Hochschulgespräch am Montag, 27. November, um 17:30 Uhr in der Fachhochschule Südwestfalen in Hagen.

Die Pressemitteilungen der letzten 30 Tage.

14.12.2017

Schüler gestalteten eigenen Fidget-Spinner

Bei Schüler- Labortagen stand Thema CAD auf dem Programm

Iserlohn. Erste Erfahrungen im computerunterstützten Konstruieren konnten 14 Schüler des Märkischen Gymnasiums in Iserlohn bei den Schüler- Labortagen in der Fachhochschule Südwestfalen in Iserlohn machen. Konstruiert wurde unter Anleitung von Sebastian Schütte und Robin Otto, Wissenschaftliche Mitarbeiter im Fachbereich Maschinenbau, ein Fidget-Spinner.

11.12.2017

Selbstgebautes E-Auto besteht Praxistest

Einzelteile wurde von PORSCHE zur Verfügung gestellt

Iserlohn. Dass man aus gebrauchten Fahrzeugteilen allerlei Neues herstellen kann, zeigen häufig Künstler. Dass daraus auch ein fahrtüchtiges Auto entstehen kann, haben jetzt die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Labors für Fahrwerktechnik der Fachhochschule Südwestfalen bewiesen. Ein von PORSCHE zu Testzwecken in alle Einzelteile zerlegter Sportwagen wurde dem Labor für Fahrwerktechnik der Fachhochschule Südwestfalen in Iserlohn zur Verfügung gestellt. Mitarbeiterin Alexandra Schmidt baute daraus wieder ein neues Fahrzeug zusammen und rüstete es mit einem Elektromotor aus. Eine erste Testfahrt fand jetzt auf dem Gelände des Verkehrsübungsplatzes in Iserlohn statt.

23.11.2017

Vahagn Hayrapetyan Trio und Dian Pratiwi beim Jazz-Campus in der Fachhochschule Südwestfalen

Internationale Jazzmusiker gastieren am 17.November in der Hochschule

Iserlohn. International renommierte Jazz-Musiker aus Armenien, Kanada, den Niederlanden und Indonesien sind am 17. November zu Gast beim Jazz-Campus in der Fachhochschule Südwestfalen in Iserlohn. Das Vahagn Hayrapetyan Trio mit Vahagn Hayrapetyan (Piano/Vocal), Steve Willem Zwanink (Double Bass), Gijs Dijkhuizen (Drums) und Sängerin Dian Pratiwi versprechen wieder einen Jazzabend der besonderen Art.

22.11.2017

Absolventen zufrieden mit Studium

35 Prozent der Hochschulabgänger finden Arbeitsplatz am Hochschulstandort

Iserlohn. Die Absolventinnen und Absolventen der Fachhochschule Südwestfalen sind durchweg sehr zufrieden mit ihrem Studium, mehr als die Hälfte hat vor dem Studium eine Berufsausbildung abgeschlossen und die überwiegende Mehrzahl findet einen Arbeitsplatz an den Hochschulstandorten und in Nordrhein-Westfalen. Das sind aktuelle Ergebnisse der neuesten Absolventenbefragung.

20.11.2017

Fachhochschule testet neue Lehrmethoden

Livestreaming von Vorlesung mit Eigenentwicklung „LiveVideo“

Iserlohn. Die Vorlesung „Rechnerarchitektur“ ist neben der Ringvorlesung „Industrie 4.0- Internet of Things“ ein Pilotprojekt für Teleteaching. Livestreaming, Archivierung und Replay der Vorlesung werden zurzeit mit der hochschuleigenen Entwicklung „LiveVideo“ ausgiebig getestet und funktionieren bislang reibungslos. Damit möchte der Fachhochschule Südwestfalen in Iserlohn den Einsatz neuer innovative Lehrmethoden vorantreiben.

Die Pressemitteilungen der letzten 30 Tage.

06.12.2017

Ein Abend im Zeichen des Unternehmertums

Fachhochschule Südwestfalen, Stadt Sundern und Starter Center NRW Hochsauerlandkreis laden am 12. Dezember zur Entrepreneurship-Lounge

Sundern. Am 12. Dezember laden Fachhochschule Südwestfalen, Stadt Sundern und Startercenter NRW Hochsauerlandkreis zur Entrepreneurship-Lounge ins Sunderland Hotel. Erfolgreiche Gründerinnen und Gründer berichten, wie sie ihre Existenzgründung erlebt haben und stehen Rede und Antwort.

06.12.2017

Leichtbau – Baustein für die Mobilität von morgen

Mescheder Hochschulreferat von Prof. Dr. Jörg Kolbe an der Fachhochschule Südwestfalen am 13. Dezember

Meschede. Am 13. Dezember spricht Prof. Dr. Jörg Kolbe in den Mescheder Hochschulreferaten zum Thema „Leichtbau – ein Baustein für unsere Mobilität von morgen“. Kernfrage des öffentlichen Vortrags ist: Wie können wir weniger Energie für unsere Fortbewegung mit Autos oder anderen Verkehrsmitteln verbrauchen?

30.11.2017

Anmeldung zur Kinder-Uni läuft

Kinder zwischen acht und zwölf Jahren können sich bis zum 13. Januar für die Mescheder Kinder-Uni im Februar bewerben

Meschede / Hochsauerlandkreis. Im Februar 2018 beginnt an der Fachhochschule Südwestfalen in Meschede wieder das Studium in der Kinder-Uni. Teilnehmen können Kinder zwischen acht und zwölf Jahren. Wer dabei sein möchte, bewirbt sich bis zum 13. Januar als Studierender der Kinder-Uni.

Die Pressemitteilungen der letzten 30 Tage.

08.12.2017

Weihnachten ist Toleranz, Respekt und Integration

Internationales Weihnachtsfest an der Fachhochschule Südwestfalen

Soest. Sicherlich eine der lebhaftesten Weihnachtspartys an der Fachhochschule Südwestfalen ist die International Christmas Party in Soest. Gut 170 Studierende, Angehörige und Freunde der Fachhochschule aus aller Welt stimmten sich gemeinsam auf das bevorstehende Fest ein – und das, obwohl in den meisten Herkunftsländern Weihnachten im christlichen Sinn gar nicht gefeiert wird.

23.11.2017

Lichtkunst als praktisches Projekt

Design- und Projektmanagement-Studierende illuminierten Martinslauf

Soest. Wie vielseitig die Ausbildung an der Fachhochschule Südwestfalen ist, können Studierende im Rahmen von Projektarbeiten ausprobieren. So haben jetzt drei Studierende im Studiengang Design- und Projektmanagement ein Lichtkonzept für den zweiten Paderborner Martinslauf entwickelt. Funktionell und optisch ansprechend wiesen sie den gut 1.400 Läufern im Dunkeln den Weg.

Die Pressemitteilungen der letzten 30 Tage.

11.12.2017

Der direkte Draht und ganz viele Erfolgserlebnisse

Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen-Gebäudesystemtechnolgie der Fachhochschule Südwestfalen stellt sich Schülerinnen und Schülern in Unna vor

Hagen. Zu Hause ist es doch am schönsten. Das gilt umso mehr, wenn das Zuhause ziemlich smart ist. Und richtig spannend wird das Ganze, wenn man das smarte Zuhause steuern kann, obwohl man gar nicht zu Hause ist. Um Schülerinnen und Schüler für die Faszination des intelligenten Hauses von morgen zu sensibilisieren, veranstalteten Professoren, Mitarbeiter und Studierende des Lüdenscheider Studiengangs Wirtschaftsingenieurwesen-Gebäudesystemtechnolgie jetzt einen Workshop.