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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.

12.03.2019

Prof. Dr. Sven Exnowski besticht in seiner Rolle als Tagungsleiter

Hochschullehrer der Fachhochschule Südwestfalen in Hagen engagiert sich bei jährlicher Tagung im Essener Haus der Technik

Hagen. Prof. Dr. Sven Exnowski, Prodekan am Hagener Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, hat sich als Tagungsleiter im Haus der Technik in Essen etabliert. Nachdem er das Amt im Jahr 2017 übernommen hatte, leitete er jetzt zum dritten Mal das in Fachkreisen bekannte und geschätzte Forum. Thema in diesem Jahr: Generatoren in konventionellen Kraftwerken, Windparks und Wasserkraftwerken.

27.02.2019

Management AG an der Fachhochschule Südwestfalen in Hagen

170 Oberstufenschülerinnen und -schüler erlebten einen informativen Nachmittag

Hagen. Die Fachhochschule Südwestfalen in Hagen hat sich nach der Premiere im vergangenen Frühjahr auch in diesem Jahr an der Management AG der Südwestfälischen Industrie- und Handelskammer zu Hagen beteiligt. Damit war für etwa 170 Oberstufenschülerinnen und -schüler der Hagener Gymnasien der Weg an die Hochschule frei. Dort erlebten sie einen informativen Nachmittag mit einem vielseitigen Programm.

Die Pressemitteilungen der letzten 30 Tage.

15.03.2019

Neue Ideen spinnen auf Gran Canaria

Studenten der Fachhochschule Südwestfalen in Iserlohn nahmen am Makeathon 2019 teil

Iserlohn. „Smart Green Island" war das Motto des diesjährigen Makeathons in Las Palmas.400 Teilnehmerinnen und Teilnehmer von 70 Hochschulen aus 21 Ländern entwickelten dort in interdisziplinären Teams eigene und neue Lösungen in den Bereichen Smart Home, Internet of Things, Smart Farming, Green Energy und Connected Systems. Mit dabei waren auch 10 Studenten des Studiengangs Mechatronik der Fachhochschule Südwestfalen in Iserlohn, begleitet von Prof. Ulrich Lehmann und FH-Mitarbeiter Christian Pabst.

08.03.2019

Ondřej Štveráček Quartett feat. Gene Jackson

Jazz-Campus am 29. März in der Fachhochschule Südwestfalen in Iserlohn

Iserlohn. Ondřej Štveráček und Gene Jackson: Die Gäste des Jazz-Campus am 29. März können sich auf zwei Weltklasse Musiker freuen. Im Rahmen der Veranstaltungsreihe der Fachhochschule Südwestfalen in Iserlohn steht beim ersten Konzert des Jahres das Ondřej Štveráček Quartett feat. Gene Jackson auf dem Programm.

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11.03.2019

Ukrainische Ehrendoktorwürde

Auszeichnung der Kharkov University of Humanities PUA für Prof. Dr. Ewald Mittelstädt

Kharkov. Die Kharkov University of Humanities People’s Ukrainian Academy in der Ukraine hat Prof. Dr. Ewald Mittelstädt die Ehrendoktorwürde verliehen und ihn zum Honorarprofessor berufen. Erhalten hat er die Auszeichnungen für seinen Beitrag zum internationalen Wissenstransfer im Bereich Entrepreneurship Education während der Konferenz „Smart Education in a Smart Society“ Mitte Februar. Der Wirtschaftsprofessor engagiert sich vor allem im Studierenden- und Doktorandenaustausch und forscht zu Gemeinsamkeiten und Unterschieden bei der Förderung von unternehmerischen Denken und Handeln in Deutschland und der Ukraine.

11.03.2019

Besuch in der Schuhfabrik der Zukunft

Oberstufenschüler des Berufskollegs Berliner Platz beteiligten sich an Planspiel in der Fachhochschule Südwestfalen

Arnsberg / Meschede. Im Februar besuchten Oberstufenschüler des Berufskollegs Berliner Platz aus Arnsberg die Fachhochschule Südwestfalen in Meschede. Die zwölften Klassen des Wirtschaftsgymnasiums und des Beruflichen Gymnasiums Maschinenbautechnik nahmen mit ihren Lehrerinnen Anne Strube und Christa Noll am Planspiel Industrie 4.0 teil.

11.03.2019

Studium von Mensch und Wirtschaft

Fachhochschule Südwestfalen bietet Bachelorstudiengang Wirtschaftspsychologie an

Meschede. „Wirtschaft ist zu 50 Prozent Psychologie“ soll einst Bundeskanzler Ludwig Erhard gesagt haben. Gleich ob schwankende Aktienkurse, Erfolg von Unternehmen oder Wirkung von Werbeplakaten – im Wirtschaftsleben lässt sich vieles über die Psyche von Menschen erklären. Was dahinter steckt, können Studierende in Meschede ab dem Wintersemester 2019/20 im neu eingerichteten Studiengang Wirtschaftspsychologie lernen.

26.02.2019

Expertenkreis Digitalisierung gegründet

Erfolgreicher Workshop in der Fachhochschule Südwestfalen in Meschede

Meschede. Im Rahmen eines Workshops an der Fachhochschule Südwestfalen in Meschede haben sich Spezialisten für Digitalisierung zu einem neuen Expertenkreis zusammengeschlossen. Auf Einladung des Transferverbundes Südwestfalen trafen sich mehr als 20 Experten und diskutierten über die Herausforderungen der digitalen Transformation zur Stärkung des Wirtschaftsstandorts Südwestfalen.

21.02.2019

Kompetenzatlas Mittelstand 4.0 Südwestfalen

Ansprechpartner für die Digitalisierung

Südwestfalen. Wenn es darum geht, Digitalisierungsprojekte im Unternehmen umzusetzen, können externe Fachleute wertvolle Unterstützung leisten. Häufig ist es eine Herausforderung, den richtigen Ansprechpartner für ein Projekt zu finden. Hier setzt der Kompetenzatlas an, der im Rahmen des Projektes „Mittelstand 4.0 Südwestfalen“ entwickelt worden ist.

18.02.2019

Die Digitalisierung anpacken

Mittelstand 4.0 Kompetenzzentrum Siegen qualifiziert Beschäftigte von Unternehmen zu Change Enablern / Anmeldung bis 25. Februar möglich

Arnsberg/Meschede. Change Enabler, das sind Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, die den digitalen Wandel in Unternehmen nach vorne bringen. Sie binden Beteiligte ein und begeistern, frei nach dem Motto „Gemeinsam in die digitale Zukunft“. Ab dem 27. Februar können sich Interessierte in einem Workshop-Programm des Mittelstand 4.0 Kompetenzzentrums Siegen an der Fachhochschule Südwestfalen für diese Aufgabe qualifizieren.

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20.03.2019

Technische Fachbereiche der FH informieren

Ingenieur-Berufe mit Zukunft - Technik und Wirtschaft sind gefragt

Soest. Den Schulabschluss (fast) in der Tasche und noch unsicher, wie es weitergehen soll? Ein Studium an der Fachhochschule Südwestfalen ist eine vielversprechende Option. Am kommenden Dienstag, 26. März 2019, geht es bei der gemeinsamen Studienberatung „Technik und Wirtschaft“ um die Studiengänge der technischen Fachbereiche Elektrische Energietechnik und Maschinenbau-Automatisierungstechnik.

14.03.2019

Licht für die Landwirtschaft in der Stadt

FH-Forscher schaffen optimale Wachstumsbedingungen im Gewächshaus

Soest. Die meisten Pflanzen brauchen Erde, Wasser, Luft, Licht und Wärme, um wachsen zu können. Wo dies nicht in ausreichender Menge vorhanden ist, müssen alternative Lösungen her – vor allem vor dem Hintergrund der stetig wachsenden Erdbevölkerung bei nicht adäquat steigenden landwirtschaftlichen Flächen. Die „urbane Landwirtschaft“ schließt städtische Ballungsgebiete als Fläche für den Anbau mit ein. Wissenschaftler der Fachhochschule Südwestfalen entwickeln jetzt Lösungen, wie innovative Produktionssysteme in der Stadt gelingen können.

13.03.2019

Zukunft für Mädchen an der Fachhochschule

Soester Fachbereiche öffnen Labore und Hörsäle am Girls‘Day

Soest. Der bundesweite Zukunftstag für Mädchen hat einen festen Platz im Terminkalender der Fachhochschule Südwestfalen. In diesem Jahr haben sich die drei Fachbereiche in Soest zum Girls’Day am Donnerstag, 28. März 2019, sieben spannende Angebote aus den Bereichen Technik und Naturwissenschaften einfallen lassen. Für einzelne Angebote sind noch wenige Plätze frei, Schnellsein lohnt sich!

06.03.2019

Berufsschullehrer werden – auch ohne Abitur

Die Studienoption Edu-Tech Net OWL an der Fachhochschule gibt Starthilfe

Soest. Berufsschullehrer sind Mangelware, nach wie vor. Jüngsten Studien zufolge, wirkt sich das drohende personelle Defizit negativ auf die Bildungschancen von Jugendlichen sowie auf die Wirtschaft aus. Mit der Studienoption „Edu-Tech Net OWL“ ermöglicht die Fachhochschule Südwestfalen Studierenden den direkten Einstieg zum Berufsschullehrerstudium.

05.03.2019

Durch die Augen einer Fliege sehen

Bionik-Lehrpfad in Marsberg wird Ende April eröffnet

Soest. Der Naturpark Diemelsee ist schon bald um eine Attraktion reicher – der neu geschaffene Bionik-Lehrpfad in Marsberg-Giershagen wird am 30. April 2019 offiziell eröffnet. Gut zwei Jahre hatten Wissenschaftler und Studierende der Fachhochschule Südwestfalen in Soest in Kooperation mit dem Zweckverband Naturpark Diemelsee an der Umsetzung des Konzepts gearbeitet. Der Pfad verspricht Physik-Begeisterten und Naturliebhabern verblüffende Aha-Erlebnisse in einzigartig schöner Landschaft.

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