Design, insbesondere das Kontaktdesign gehört zu unseren Kernkompetenzen. Durch unsere jahrzehntelange Erfahrung bieten wir umfangreiche Lösungskataloge, die wir kontinuierlich um weitere kreative Lösungen erweitern. Somit haben wir auch für Ihre Aufgabenstellung die passende Lösung. Diese Design-Lösungen, CAD-Modelle, analytische Berechnungsmodelle oder FEM-Simulationsmodelle können Sie direkt in Ihr System integrieren.
Wir beherrschen die Entwicklungsprozesse und Design-Tools durchgängig. Beginnend mit dem Anforderungsmanagement bis hin zur Ableitung der Akzeptanzkriterien für die Verifizierung und Testing. Diese durchgängige Betrachtung sichert die Funktion bereits auf Komponentenebene, bietet eine zeitnahe Verifizierung, bereichernde Synergien und vermeidet Schnittstellenverluste.
Ideen- und Lösungskataloge für optimale mechanische oder elektrische Kontakte und Verbindungen für Ihre Innovation
Der Produktentstehungsprozess ermöglicht in der Anfangsphase verschiedene Lösungen zu berücksichtigen. Wird diese Gelegenheit verpasst, sind spätere Korrekturen oft sehr aufwändig und teuer.
Design und Bewertung geeigneter Hochstromkontakte
Sie haben die Anforderungen, wir haben den Überblick über erprobte und bewährte Kontaktlösungen und die Methodenkompetenz zur systematischen Auswahl.
- Designlösungen für mechanische Kontakte und Hochstromkontakte
- Innovative und systematische Lösungsfindung und Bewertung
- Nach Ihren Designvorgaben, Design to‘s …
- Design for Function inkl. Zuverlässigkeitsaussage und bewerteten Einflüssen und Einsatzgrenzen
- Kurze Entwicklungszeiten durch komponentenbasiertes beschleunigtes Testing in unserem Labor
Messtechnik, Diagnose- und Monitoringlösungen
Systematische Bewertung verschiedener Hochstromkontakte zur Ermittlung der besten Lösung und zur Dokumentation der Entscheidung basierend auf den gestellten Anforderungen.
Unsere Stärke ist die Erstellung von Lösungsmöglichkeiten, aus der Sie die für Sie passende Lösung auswählen. Durch unser Know-How und die Erfahrung im Contact Engineering haben wir einen sehr breiten Erfahrungsschatz an technischen Lösungen. Dazu zählen unsere selbst erstellten Ideen- und Lösungskataloge, ebenso wie die Verwendung verfügbarer Analogien, Methoden und Prozesse, sowie die Übertragung von Lösungen z.B. aus der Natur und Bionik.
Die CAD-Konstruktion verleiht Ideen Form. CAE- und FEM-Simulationen verhelfen zur nötigen Festigkeit und die Form zu optimieren.
Design und CAD-Konstruktion
CAD-Konstruktion und Dienstleistungen in Mobilität und Maschinenbau, Fahrzeugbau und Luftfahrt. Produktentwicklung, 3D-Visualisierung. Know-How in Computer unterstütztem Design (Computer Aided Design – CAD) und Computer unterstützter Berechnung (FEM-Simulationen).
Wir machen aus Ideen reale Produkte und aus Entwicklungswünschen serienreife Produkte. Als flexibles CAD-Konstruktionsbüro für Entwicklung und Konstruktion begeistern wir mit frischen Ideen, Kreativität und finden auch für sie eine passende technische Lösung.
Mit ungebremster Leidenschaft für Technik, modernsten Werkzeugen und Methoden führen wir die Projekte unserer Kunden durch. Die neuesten Erkenntnisse und die technischen Vorteile der eingesetzten CAx-Systeme werden dabei zielgerecht zusammengeführt und in der Gesamtlösung implementiert.
Produktentwicklung, Entwicklungsprozesse und Prozessoptimierung
Effizienz, Zuverlässigkeit, Methoden und Prozesse wie Konstruktionsmethodik, integrierte Produktentwicklung, Entwicklungsprozesse (Funktion und Anforderungen, Design, Verifizierung, Validierung) und Zuverlässigkeitsbewertungen. Profitieren Sie von den weitentwickelten, etablierten Prozessabläufen, zur Gewährleistung eines hohen Qualitätsstandards und der Möglichkeit einer Zertifizierung, zur Steigerung der Zuverlässigkeit Ihrer Produkte.
Methodik und Prozess-Know-How helfen für eine ganzheitliche Betrachtung, anforderungsgerechte Produkte, die Funktionserfüllung, Qualität, die Wirtschaftlichkeit, und Energieeffizienz.
Wälzkontakt: Die Beanspruchung durch raue Oberflächen führt zur oberflächennahen Werkstoffermüdung und Zerrüttung.
Kontaktmodelle und FEM-Simulation
FEM-Simulation, Berechnung und Festigkeitsnachweis. Die FEM-Simulation ermöglicht es Einflüsse auf die Funktionen zu bewerten. Wesentliche Vorteile sind die Bewertung der Einflussgrößen und Optimierungen auf Konstruktionen. Damit werden Steifigkeiten und Verformungen, Beanspruchungen und dynamisches Verhalten bewertet. Potentiale sind verringerter Materialeinsatz durch Topografie-Optimierungen, Kostenreduktion, sowie Gewichtsersparnisse, höhere Energieeffizienz und Zuverlässigkeit. Methodik und Prozess-Know-How helfen für eine ganzheitliche Betrachtung.
Das Wissen aus den Bereichen Kontaktmechanik und Technische Mechanik hilft Ergebnisse zu verifizieren. Durch die Modellbildung, FEM-Simulation und Berechnung wurden Produktentwicklungszeiten (time-to-market) halbiert, erforderliche experimentelle Verifizierungen minimiert. Die Modellbildung ermöglicht frühzeitig zu verifizieren. Damit werden späte Designänderungen vermieden. Dehnungsmessungen bspw. durch DMS-Technik oder Systemvalidierungen werden i.d.R. bestätigend durchgeführt.
Unsere Kernkompetenzen liegen in den Bereichen Kontaktmechanik und Kontaktmodellierung, Konstruktionsmethodik und Designprozessen. Durch diese gesamtheitliche Betrachtung erfüllt das Design die Anforderungen und die Anforderungen werden gezielt verifiziert.
Die Modellbildung ermöglicht frühzeitig zu verifizieren "Design in the loop" und liefert ebenso Digitale Zwillinge für die Digitalisierung und Automatisierung.
Gerade für die Digitalisierung und Automatisierung sind Modelle eine zentrale Anforderung. Produktzwillinge beschreiben die Funktion und das Verhalten des Produkts. Damit können auch die Einflüsse aus Herstellprozessen auf die Funktionen des Produkts bewertet werden. Die Schnittstelle und Verbindung zwischen Produktzwillingen und Prozesszwillingen ist damit hergestellt.
Weitere Details
Kontaktmodelle
numerische Simulationen
Wärmemanagement an elektrischen Schalteinheiten und Li-Ionen-Traktionsbatterien
Prozesskontrolle durch Überwachung wichtiger Einflüsse und Funktionsparameter, wie beispielsweise die Überwachung und Ermittlung der Reibwerte im Schraubprozess. Die Reduzierung der Streuung der Reibwerte verringert die Streuung der Klemmkraft in der Verbindung. Werkstoffe werden besser genützt, Kontaktwiderstände reduziert, Energieverluste und Erwärmung minimiert.
Reliable Design meets optimized Assembly Processes
- Optimierung der Herstellbarkeit und des Montageprozesses
- Prozesskontrolle durch Überwachung wichtiger Einflüsse
- Monitoring funktionsrelevanter Parameter, wie z.B. Messung der Reibwerte im Prozess zur Reduzierung von Streuungen
- Incoming, in-line and end-of-line inspection
- Definition von Überwachungskriterien, Grenzwerten und Eingriffsgrenzen
Robustheitssteigerung und Kontaktoptimierung
Das geeignete Design vermeidet eine Vielzahl von Verschleißmechanismen. Besondere Beachtung gilt damit den lebensdauerbegrenzenden Verschleißmechanismen. Diese sind Beispielweise Verschleiß oder Ermüdung. Für diese Mechanismen bewertet wir die Einflüsse, die Wechselwirkungen und visualisieren die Beitragsleister. Die Sensitivitätsstudie (DoE) verdeutlicht die Wirkzusammenhänge. Eine Optimierung verbessert die Erfüllung der Anforderungen und der Ziele. Die Robustheitsanalyse zeigt den Einfluss streuender Eingabeparameter auf und die Zuverlässigkeitsanalyse ermittelt die Wahrscheinlichkeit für einen Versagen.
Kontaktdesign: Das Arbeitsgebiet, indem ein Kontakt funktioniert, ist durch Verschleißmechanismen begrenzt. Das geeignete Design vermeidet eine Vielzahl von Verschleißmechanismen. Besondere Beachtung gilt damit den lebensdauerbegrenzenden Verschleißmechanismen. Das Kontaktdesign und die Bewertung der Zuverlässigkeit ist unser Spezialgebiet.
Tribometer zur präzisen Untersuchung von Kontakten, zur Ermittlung von Reibwerten, Temperaturen, Verschleißbeträgen, Körperschall, Schwingungen und Geräuschen.
Verifizierung von Kontakten, Verschleißschutzmaßnahmen, Entwärmungsmaßnahmen, Energieeffizienz und Zustandsüberwachung/Monitoring
Design und Auslegung von Kontakten und Maschinenelementen, Funktions-, Festigkeits-, Zuverlässigkeitsnachweis
Tribologische Kenntnisse sind bei zahlreichen Maschinenelementen erforderlich. Dazu gehören Welle-Nabe-Verbindungen, Schrauben-Verbindungen, Schweiß- und Lötverbindungen, Lagerungen und Führungen wie Wälzlager oder Gleitlager und die Getriebe. Durch die Promotion, Beiträge auf Fachtagungen und mehrjährige praktische Erfahrung ist das Ingenieurbüro ContactEngineering Experte auf dem Gebiet konzentrierter energieeffizienter Kontakte. Auf Grund der geringen Reibkräfte und damit guter Wirkungsgrade werden kontraforme, konzentrierte Wälzkontakte in Antrieben, Getrieben, Führungen und Lagerungen eingesetzt wie z.B. in Rad-Schienen-Systemen, Zahnräder in Getrieben, Nocken- und Kurvengetrieben, Wälzlagern und Rollen-Nocken- bzw. Keil-Rollen-Triebwerken.
Weitere Details zu den Themen
CAD-Design, Entwicklung
Berechnung durch zeiteffiziente analytische Kontaktmodelle bis zu numerischen Simulationen
Design und Auslegung tribologischer Kontakte
Beurteilung der Wälzfestigkeit und der Zuverlässigkeit
Design, Verifizierung und Prozessoptimierung von elektrischen Kontakten und Verbindungen
Unsere Expertise beinhaltet Hochstrom-Verbindungen, Kontaktverschraubungen für die Bereiche Elektromobilität (E-Mobility) und erneuerbare Energien. Das Design beinhaltet die Definition von Kontaktarten, Leit-Werkstoffen, ...
Beschichtungen, Reibwerte, Form- und Oberflächen, wie die mechanische Auslegung und Bewertung der Verbindungselemente, ebenso System-übergreifende Betrachtungen wie die Bewertung von Verschleißmechanismen, Korrosion, Kontaktkorrosion, Kontamination (Silikon, Silikat), Sauberkeitsanforderungen in Kontakten oder Schirmungs- und Massekonzepte (EMV, Grounding).
Zur Bewertung des Gesamtsystems, zur Erfüllung der Anforderungen auf Systemebene (wie Stromtragfähigkeit, Spannungsfestigkeit, Gesamtwiderstand, Wärmeentwicklung, Verschleiß-, Korrosions- und Alterungsmechanismen, Gewicht, Kosten) entwickeln wir analytische Gesamtsystembeschreibungen. Basierend auf Methoden wie FMEA, DRBFM und Zuverlässigkeit werden ergänzend Bewertungen der einzelnen Verbindungen durch detaillierte lokal Berechnungsmodelle und Kontaktsimulationen durchgeführt.
Die Auslegung erfolgt soweit vorhanden nach anerkannten Standards, Normen und Richtlinien. Gerade für innovative Produkte oder Bereiche können diese jedoch nicht Schritthalten und so können/müssen diese Regelwerke mitgestaltet werden.
Im Bereich Wärmemanagement werden vertiefende thermische System-Betrachtungen und CFD-Strömungssimulation durchgeführt. Zudem werden Material-, Fertigungs-, Reinigungs- und Montagekosten von elektrischen Verbindungselementen (Stromschienen, Leitungen, Leiterplatten) optimiert.
Zur zeitnahen Design-Verifizierung stehen verschiedene Prüfmöglichkeiten wie Hochstrom- und Erwärmungsprüfung, Spannungs- und Durchschlagsfestigkeitsprüfung, für Kontaktverschraubungen Schraubfall-Analysen, Ermittlung von Vorspannkraftverlusten und Widerstandsmessungen zur Verfügung.
Weitere Details zu den Themen
Elektrische Kontaktierung, E-Mobility
Schraubfall-Analyse und Ermittlung des Weiterdrehmoments
Elektrische Verbindungen durch Stromschienen / bus-bars
Aluminium als elektrischer Leitwerkstoff
Schraubfall-Analyse, Reibwerte und Weiterdrehmoment-Ermittlung an einer zuvor gealterten/getesteten elektrischen Verbindung, Messgenauigkeit 0,2 %, Messfrequenz bis 10 kHz
Zuverlässigkeitsbewertung von Designlösungen
Die Zuverlässigkeitsbewertung oder Design for Reliabilty ermöglicht verschiedene Designlösungen systematisch zu vergleichen, beispielsweise die Einflussgrößen zu bewerten, das Design zu optimieren und so die robusteste und zuverlässigste Kontakt- oder Verbindungslösung auszuwählen. Die Zuverlässigkeitsbewertung der eingesetzten Designlösungen, der Komponenten und Teilsysteme sichert zudem die Erreichung der erforderlichen Zuverlässigkeit des Gesamtsystems.
ContactEngineering bietet die Untersuchung und Optimierung der Zuverlässigkeit von tribologischen Kontakten und Systemen. Wir bieten Ihnen Lösungen für Reibungsminderung und Verschleißschutz, bewährte Entwicklungsprozesse und Zuverlässigkeitsmethoden. Zur Bildung von Synergie-Effekten und eines ganzheitlichen und durchgängigen System-Verständnisses wird die gegenseitige Förderung und Verifizierung von theoretischen und experimentellen Untersuchungen bevorzugt. Durch die Modellbildung entstehen zudem zeitnahe Ergebnisse für frühzeitige Optimierungen als Grundlage für fundierte und nachhaltige Entscheidungen.
Technische Modelle
Für unsere Kunden entwickeln und fertigen wir technische Modelle für Messen und Ausstellungen, zur Visualisierung Ihrer Alleinstellungsmerkmale (USP), Innovationen und Produkte. Ebenso stellen wir auch technische Modelle und Bausätze/Experimentierkästen zur Visualisierung her, die Phänomene, Zusammenhänge und Wechselwirkungen eindrucksvoll veranschaulichen.
Technische Modelle für den eindrucksvollen Vergleich unterschiedlicher Kontaktarten. Beispielsweise eines Wälz- oder eines Gleitkontaktes im direkten experimentellen Vergleich. Zudem können die Haftreibung und die Gleitreibung verschiedener Werkstoff-Kombinationen veranschaulicht werden. So können zum Beispiel die Werkstoffe PTFE oder Messing jeweils im Kontakt mit einer Stahlwelle direkt miteinander verglichen werden.
Ihre Vorteile durch unsere Kompetenz und Erfahrung
Mehr als 20 Jahre Erfahrung in den Bereichen Zuverlässigkeit und Robustheit, fertigungsgerechtes und kostenbewusstes Design. Kompetent und konsequent zur optimalen Lösung. Wir bringen unsere Erfahrungen aus der Konstruktion und Produktentwicklung in das Consulting mit ein. Dabei stehen neben der Innovation die Robustheit, Zuverlässigkeit und Umsetzbarkeit der Lösung im Vordergrund.
Wie können wir Sie unterstützen? Bitte nehmen Sie Kontakt mit uns auf! Wir stehen Ihnen gerne für ein persönliches Gespräch und Fragen zur Verfügung.