smart engineering - Industrie 4.0 aus einer Hand
Home> IT Solutions> Simulation/Viewing> Simulation> Alles im Fluss dank Strömungssimulation

AnwenderberichtAlles im Fluss dank Strömungssimulation

Dr. Philipp Grieb, Taufkirchen

sep
sep
sep
sep
Anwenderbericht: Alles im Fluss dank Strömungssimulation
Das Lübecker Traditionsunternehmen Mankenberg forciert die Strömungssimulation, um neue Produktentwicklungen im Bereich der Industriearmaturen bereits am Bildschirm als digitale Prototypen strömungstechnisch zu optimieren.

Die Mankenberg GmbH, ein Unternehmen mit mehr als 120 Jahren Erfahrung in der Regeltechnik, produziert in ihrem modernen Werk in Lübeck eine umfassende Palette von Regelventilen für den industriellen Einsatz. Wo immer Druck, Menge oder Niveau zu regeln sind, liefert Mankenberg zuverlässige Lösungen, entweder als kosteneffizientes Serienprodukt oder als individuelle Speziallösung. Hauptumsatzträger ist die Produktlinie High-Grade, ein breites Programm für vielfältige Einsatzzwecke. Als Baukastensystem entwickelt es sich ständig weiter. Die High-Grade-Regelarmaturen bestehen aus tiefgezogenen Edelstahl-Komponenten. Sie finden Einsatz in allen Industrien, von der Lebensmittel- bis zur Hüttenindustrie und vom Gesundheitswesen bis zur Automobilindustrie.

Anzeige

Die Entwickler von Mankenberg konstruieren seit 1997 mit CAD-Systemen und praktisch von Anfang an mit 3D-Software, zunächst mit Ideas Master Series von SDRC. Die Weiterentwicklung dieser Software wurde inzwischen eingestellt, Nachfolgeprodukte waren zu teuer und passten nicht zu den Anforderungen der Lübecker Armaturenhersteller. »Wir sahen uns deshalb nach Alternativen um und ließen uns Autodesk Inventor, Solid-Edge und Solidworks von verschiedenen Systemhäusern vorführen. Es ging uns ja auch darum, einen guten Partner zu finden«, erzählt Gregor Eymann, Konstrukteur und CAD-Administrator bei Mankenberg. Ein kleines Team führte dieses Auswahlverfahren durch und beurteilte die verschiedenen Systeme. Der Armaturenhersteller investierte sogar in eine Prozessanalyse durch Autodesk Consulting, um die eigenen Anforderungen auf den Prüfstand zu stellen. »Unsere Kriterien waren danach klar: Wir wollten kein Randprodukt erwerben, sondern ein System mit langfristiger Perspektive, einfacher Bedienung und einer Funktionalität, die dem Stand der Technik entspricht.

Wir beurteilten auch die Innovationskraft der Anbieter, also der Neuerungen, die der Hersteller alljährlich auf den Weg bringt. Die Datenverwaltung war uns ebenfalls wichtig. Wir wollten keinesfalls eine Ablage der Daten in Windows-Verzeichnissen und ihre Verwaltung mit dem Windows Explorer haben«, erklärt Eymann. Das Team entschied sich schließlich für Autodesk Inventor, Productstream Professional und die Zusammenarbeit mit dem Autodesk-Partner 3D-Solutions in Hamburg. »Die örtliche Nähe dieses Partners und dessen Präsentation haben bei uns das größte Vertrauen erweckt«, begründet Eymann. Die Umstellung auf Inventor begann im Jahr 2005. »Die Einarbeitung in die neue Software erfolgte sehr schnell und erschien uns einfacher als im Vorgängersystem, vor allem für Benutzer, die bereits mit einem 3D-System gearbeitet hatten. Das alte System war gerade bei der Erstellung von 2D-Zeichnungen etwas kryptisch und aufwändig zu bedienen. Inventor ist logischer aufgebaut und wirkt für den Anwender aufgeräumter als andere Systeme. Bisher konnten wir alles, was wir brauchen, darstellen«, meint Eymann. Im Freiformflächenbereich hakte es gelegentlich, der Lösungsweg war manchmal etwas schwieriger zu finden, aber bisher haben die Lübecker am Ende immer eine zufrieden stellende Lösung erreicht. Mit Inventor wagten sie sich an ein völlig neues Projekt, die Entwicklung einer neuen Baureihe, und sammelten viele Erfahrungen. Die Stärken von Inventor zeigten sich beim Aufbau von Variantenfamilien mit parametrisch abgeleiteten Komponenten. Solche Varianten-Ableitungen lassen sich bei Inventor sehr einfach erzeugen. Die aktuellen Aufträge hatten immer höchste Priorität, das war die größte Hürde für den Umstieg. »Wir haben die Altdaten parallel aus Zeitgründen weiter gepflegt, sukzessive aber Standardteile in Inventor erfassen lassen, damit wir auf diese wichtigen Teile schnell zurückgreifen können«, berichtet der CAD-Administrator. »2D-Daten brauchen wir nur für Fertigungszeichnungen und für den Austausch mit Partnern. Es ist sehr angenehm, dass alle wichtigen Daten-Schnittstellen im Standardpaket neben AutoCAD und Inventor enthalten sind. Beim Vorgängersystem waren diese Schnittstellen teure Extras, die zusätzliche Kosten verursachten. Die Autodesk-Formate wie DXF und DWG gelten ohnehin als Industriestandards. 3D-Daten brauchen wir häufig in Neutralformaten wie Step oder SAT oder noch besser: den direkten Import beziehungsweise Export nativer Daten.« Heute hat der Armaturenhersteller sieben Lizenzen des Pakets AutoCAD Inventor Suite im Einsatz. Geplant ist der Ausbau auf zehn bis zwölf Inventor-Arbeitsplätze.

Die Einrichtung von Productstream Professional hat 3D-Solutions durchgeführt. Das PDM-System ist inzwischen unverzichtbar, um die Zusammenarbeit aller Konstrukteure sicher zu organisieren, das Änderungswesen zu steuern, Office-Dokumente zu verwalten, Dateien und Dokumente schnell zu finden und die Freigabeabläufe zu regeln. Eine komfortable Hilfe ist dabei die 3D-Vorschau. »Die Implementierung einer Schnittstelle zu unserem ERP-System soll noch folgen. Im Wesentlichen wollen wir Artikeldaten abgleichen und einige Parameter übergeben. Das ERP-System soll auf Productstream Professional zugreifen können«, sagt der CAD-Betreuer.

Ein neues Projekt, mit dem die Lübecker ihr Produktportfolio für Pipelines mit großen Nenndurchmessern erweitern wollen, gab den Anlass für eine intensivere Nutzung von Software für die Strömungssimulation. Für das Pipeline-Projekt entwickelt Mankenberg eine neue, abgestufte Baureihe mit verschiedenen Komponenten für große Nennweiten (100 bis 400 Millimeter), beispielsweise Vakuumbrecher zur Verhinderung von Unterdruck in Behältern, Entlastungsventile für verschiedene Medien wie Rohöl, Wasser oder Gas. »Im Zuge dieses Pipeline-Projekts wollten wir unsere Entwicklung auf sichere Beine stellen und eine geeignete Software beschaffen«, erläutert Thilo Halbauer, Entwicklungsingenieur im Bereich Pipeline-Ventile. Durch die Mitarbeit in einem VDMA-Projekt über drei bis vier Jahre erfuhren die Mankenberg-Ingenieure viel über CFD-Software. Die VDMA-Arbeitsgruppe führte strömungstechnische Versuche und ihre rechnerische Überprüfung an der TU Darmstadt durch. Dabei lernten die Mitglieder die Möglichkeiten und Vorteile der Simulation und verschiedene Software-Systeme mit ihren Stärken und Schwächen kennen.

Auch der Autodesk-Partner 3D-Solutions demonstrierte den Regeltechnikern die Strömungssimulation mit CFDesign, einschließlich der Übergabe von Inventor-Geometriedaten. »Wir entschieden uns letztlich für CFDesign von Blue Ridge Numerics, weil diese Software hinsichtlich unserer Projekte und Terminvorstellungen die beste Lösung war, der Anbieter sich sehr flexibel zeigte und das Produkt die Leistung zu bringen schien, die wir benötigten«, erklärt Halbauer. Seit Januar 2009 arbeitet er mit der Simulation. Er hat bei Mankenberg die Aufgabe übernommen, sich vorrangig mit der neu beschafften Software zu beschäftigen, Erfahrungen zu sammeln sowie Messergebnisse und Berechnungen zu vergleichen und zu verifizieren.

Die ersten Ergebnisse zeigten noch eine Abweichung von circa zehn Prozent von den Messungen. Weitere Beispiele will er untersuchen. Mit mehr Erfahrung, durch partielle Netzverfeinerung oder Geometrievereinfachung, erwartet er noch bessere Übereinstimmung zwischen Messungen und Rechnungen. Das Ziel ist es, maximale Abweichungen von fünf Prozent zu erreichen, um hochwertige Daten für die Optimierung von Geräten zu bekommen. Derzeit berechnet er statische Komponenten. Die Analyse von Baugruppen mit bewegten Teilen ist Gegenstand der nächsten Etappe seiner Untersuchungen unter Einsatz des Motion-Moduls der CFD-Software. »Seit knapp vier Jahren haben wir jetzt Inventor im Einsatz und sind mit den Ergebnissen sehr zufrieden. Wir arbeiten wesentlich zügiger als früher. Der Funktionsbereich der 2D-Zeichnungserstellung spricht sehr für Inventor im Vergleich zum Vorgängersystem. Die Durchgängigkeit, die Transparenz und die einfache Realisierung von Änderungen in Zeichnungen sind ein großer Fortschritt«, stellt Eymann fest. Und Thilo Halbauer ergänzt: »Die Strömungssimulation liefert uns heute schon wichtige Erkenntnisse, die unsere Konstruktionen beeinflussen. Die Weiterentwicklung zweier Ventiltypen, die jeweils eine neue Baureihe bilden, beruht auf Grundlagen, die wir mit der CFDesign-Software gelegt haben«. Inzwischen kommen die Regeltechniker mit den Systemen praktisch alleine klar. Kleine Hilfestellungen erhalten sie per E-Mail vom Autodesk-Partner 3D-Solutions. Der Systemspezialist kommt bei Bedarf gerne persönlich vorbei – er wohnt um die Ecke. -sg-

Autodesk GmbH, München Tel. 089/547690, http://www.autodesk.de

Mankenberg GmbH, Lübeck Tel. 0451/87975-0, http://www.mankenberg.de

Diesen Artikel …
sep
sep
sep
sep
sep

Weitere Beiträge zum Thema

künstliches Herz

3D-CADUni Tokio entwickelt Kunstherz mit CAD

Kunstherz-Pioniere entwickeln das erste vollständig künstliche Herz mit PTC Creo. Die 3D-Modellierungsfunktionen sowie bei der numerischen Strömungssimulation sind aus Sicht des Forscherteams ausschlaggebend, um bis zum Jahr 2016 das erste implantierbare Kunstherz zu entwickeln.

…mehr
Simulation/Berechnung: 1D-3D-Kopplung verspricht schnellere Ergebnisse

Simulation/Berechnung1D-3D-Kopplung verspricht schnellere Ergebnisse

Um den Entwurfsprozess weiter zu beschleunigen und bereits im Vorfeld des Systementwicklungszyklus eine genaue Analyse sicherzustellen, koppelt Mentor Graphics die 1D- und 3D-Strömungssimulation. Basierend auf Strömungs- und Wärmeübertragungsdaten, welche mit Hilfe der 3D-Simulation auf Komponentenebene gewonnen werden, sollen sich so qualitativ hochwertigere und damit wettbewerbsfähigere Produkte schneller auf den Markt bringen lassen.
…mehr
Simulation und Berechnung: Besser gekühlte Prozessoren leben länger

Simulation und BerechnungBesser gekühlte Prozessoren leben länger

Alexandra Francois-Saint-Cyr, Senior Application Engineer, Mechanical Analysis Division, Mentor Graphics Corporation, Wilsonville/USA

Der Vergleich von Ergebnissen der Strömungssimulation in Elektronikgehäusen mit realen Messwerten zeigt, dass die Simulation das erste Prototyping bei der Gehäuseentwicklung effizient unterstützen kann.
…mehr
CAD-CAM-Nachrichten: Simulations-Software Algor von Autodesk

CAD-CAM-NachrichtenSimulations-Software Algor von Autodesk

Autodesk erweitert sein Digital-Prototyping-Portfolio um die FEM-Simulations- und Berechnungs-Software Algor, die Anfang 2009 von Autodesk übernommen wurde.

…mehr

Weitere Beiträge in dieser Rubrik

IT Solutions: Simulationen mit sofortigen Ergebnissen

IT SolutionsSimulationen mit sofortigen Ergebnissen

ANSYS, ein führender Anbieter von CAE- und Multiphysik-Software mit den Schwerpunkten Strömungs- (CFD), Strukturmechanik- (FEM) und Elektromagnetiksimulation (EM), revolutioniert mit ANSYS Discovery Live die Produktentwicklung.

…mehr
Anzeige
Anzeige

Anzeige - Highlight der Woche

COSCOM Digital-PROZESS Meetings

Einladung zu COSCOM Digital-PROZESS Meetings

Mehr Profit vor dem Span! COSCOM connected …

… Manufacturing: CNC-Prozesse optimieren!

… Tool-Management: Rüstprozesse beschleunigen!

… Prozess-Management: Durchgängige Daten bis an die Maschine!

Aktuelle Termine und Orte hier

Anzeige - Highlight der Woche

Aras Whitepaper: Internet of Things - Kontext statt Chaos


Hier stellt Ihnen das Unternehmen Aras das Highlight der Woche vor.

White Paper jetzt kostenlos herunterladen!

Mediadaten 2018

Anzeige

White Papers auf smart engineering


In unserer neuen White Paper Sektion finden Sie lösungsorientierte White Paper unserer Partner zu IT-Standards, Anwendungshinweisen, Leistungsübersichten uvm. Jetzt kostenfrei downloaden.

Künstliche Intelligenz: Forschungsroboter “Roboy“ und Martina Mara

Video- Künstliche Intelligenz: Forschungsroboter “Roboy“ und Martina Mara


Welche Wirkung hat der Anblick von Robotern auf Menschen? Mit dieser Frage befasst sich das Team um Professor Markus Appel vom Campus Landau in einem aktuellen Forschungsprojekt. Mit ihrer Studien wollen die Forscher herausfinden, inwieweit wir Menschen künstliche Intelligenz als helfende Hand im Alltag akzeptieren oder ablehnen.

smart engineering in Social Networks

smart engineering Newsletter

smart engineering Newsletter kostenfrei abonnieren

Unser Newsletter informiert Sie über die wichtigsten Neuigkeiten, Produktentwicklungen und Trends aus der Branche. Jetzt kostenlos registrieren.

SCOPE Newsticker