EUREKA-ALARM

Problemstellung

Im Anlagen- und Maschinenbau werden trotz detaillierter Berechnungen wichtige Produkteigenschaften erst nach dem Bau erster Prototypen erkannt. Notwendige nachträgliche Verbesserungsmaßnahmen können zu Verzögerungen von mehreren Monaten bei der Entwicklung und anschließenden Markteinführung neuer Produkte führen. Es besteht daher Bedarf an einer den Entwickler unterstützenden Konstruktionsanweisung, welche eine rechtzeitige Absicherung aller Produkteigenschaften berücksichtigt.

Projektziele

Das Gesamtziel des Verbundprojekts EUREKA-ALARM ist, am Beispiel der Konstruktion einer Windenergieanlage, ein IT-basiertes Assistenzsystem zu entwickeln, das entwicklungsbegleitende Analysen zur ganzheitlichen Auslegung von Produkten erlaubt. Neben Aspekten der Beanspruchungsgerechtheit und Lebensdauer soll insbesondere dem Aspekt des akustischen Verhaltens Rechnung getragen werden. Besondere Herausforderung für das Projekt besteht darin, die Verfügbarkeit von entwicklungsrelevanten Informationen aus allen Phasen des Produktentstehungsprozesses sicherzustellen und diese zum richtigen Zeitpunkt kontextsensitiv bereitzustellen. Das Assistenzsystem soll Module sowohl zur Auslegung aller mechanischen Komponenten als auch zur akustischen Analyse und Optimierung beinhalten. Es wird erwartet, dass mit diesem System Verzögerungen im Entwicklungsprozess verhindert und Produkte somit schneller auf den Markt gebracht werden können.

Vorgehensweise

Um das Systemverständnis für zukünftige Entwicklungen von Windenergieanlagen hinsichtlich des Schallverhaltens zu verbessern, wird zunächst eine detaillierte Analyse der anregenden Komponenten (insbesondere des Getriebes) und der Körperschallübertragungswege (hauptsächlich Elastomerlager und Dämpfer) zu den maßgeblichen Schall-Emissions-Punkten vorgenommen. Die gewonnenen Erkenntnisse werden anschließend als Eingangsdaten für das Assistenzsystem genutzt. Dabei sind alle Kernkompetenzen durch das Projektkonsortium abgedeckt: Getriebehersteller, Elastomerlagerhersteller, Windenergieanlagen (WEA)-Hersteller, sowie deren F&E-Partner für Schwingungsübertragung, Schwingungsmessung und Modellierung. Zur Entwicklung des Assistenzsystems ist ein renommiertes Forschungsinstitut involviert.

Anhand einer 24-monatigen kombinierten WEA-Getriebe-Lager-Entwicklung wird beispielhaft der komplette Produktentwicklungsprozess durchlaufen. So können alle relevanten Daten umfassend erhoben und entwicklungsbegleitend in einem ersten Assistenzsystem-Demonstrator umgesetzt werden. Der Demonstrator wird anschließend bei der Weiterentwicklung von unterschiedlichen WEA-Komponenten eingesetzt, um so dessen Funktionsfähigkeit nachzuweisen.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial

Die Methodik des entwickelten Assistenzsystem-Demonstrators soll im Anschluss an das Projekt offen gelegt werden, so dass diese branchenübergreifend in anderen Anwendungen im Anlagen- und Maschinenbau eingesetzt werden kann. Dazu wird die Überführung des Demonstrators in eine allgemein nutzbare Software nach Projektabschluss angestrebt. Weiterhin werden die beteiligten Firmen den Demonstrator sowie im Projekt erstellte Simulationsmodelle weiter nutzen um effizienter und somit kostengünstiger Produkte zu entwickeln. Dabei werden diese Produkte großenteils außerhalb der Windindustrie zum Einsatz kommen.

Das Forschungsinstitut strebt die Veröffentlichung der wissenschaftlich relevanten Ergebnisse des Projekts in Fachzeitschriften und auf Tagungen an. Es be
steht auch die Möglichkeit, dass wichtige Ergebnisse in die Lehre an Universitäten, insbesondere auf dem Bereich der Konstruktionstechnik, einfließen.