Merkle & Partner: FEM-Simulation zur verbesserten Instandhaltung in Gießereien

Simulationsberechnungen erobern die Konstruktion in allen Branchen und Entwicklungsstadien. Dass diese auch bei Hilfsprozessen in der Industrie wertvolle Unterstützung leisten können, zeigt eine Berechnung in einer Gießhütte, bei der es um die Reinigung der Gießpfanne geht.

Beim Metallguss muss die Gießpfanne nach dem Entleeren von Schlackeresten gereinigt werden. Dafür bringt der Kranfahrer die Pfanne zum Pendeln und fährt diese mit Schwung gegen eine an Ketten hängende Prallplatte.
Hier kommen ingenieurstechnische Simulationsberechnungen zum Einsatz, um aufzuzeigen, wie sich der Stahlbau, die Pfanne und die Prallplatte verhalten.

Je schneller die Gießpfanne gegen die Platte geschleudert wird, umso besser ist zwar die Reinigung der Pfanne von Schlackeresten, aber umso größer sind auch die Belastungen der Laufkatze des Krans, der Pfanne und der Reinigungsstation, respektive des Stahlbaus. Es gilt also, Kran, Laufkatze und Pfanne sowie die Prallplatte und den Stahlbau nicht zu beschädigen oder zu stark zu verschleißen, gleichzeitig aber die bestmögliche Reinigungswirkung zu erzielen, was gleichbedeutend mit einem möglichst hohen Impuls ist. Über die Berechnung des Anlaufweges bei vorgegebener, maximaler Beschleunigung wurde mittels FEM-Simulationsberechnung die optimale Impulskraft gefunden, um eine effektive Reinigung bei gleichzeitiger Schonung der Anlage zu gewährleisten. Damit spart die auftraggebende Gießerei Material bei minimalem Verschleiß und hat damit minimalem Instandhaltungsaufwand.

“ Simulationsberechnungen geben nicht nur für das Produkt-Design, die Platzierung oder Optimierung von Bauteilen wertvolle Einblicke, sondern auch für das optimale Durchführen von Verfahren und Prozessen. Der Einsatz von Simulationstechnologien ist unbeschränkt. Und auch die Vielfalt der Projekte zeigt, wie viel Potenzial noch in dieser Technologie steckt“, so Stefan Merkle, Geschäftsführer der Merkle & Partner GbR.

Das Ingenieurbüro Merkle & Partner GbR in Heidenheim wurde 1989 von Luft- und Raumfahrtingenieur Stefan Merkle gegründet und zählt zu den ersten und führenden Dienstleistern für ingenieurwissenschaftlicher Berechnungen und Simulationen in Deutschland. Am Hauptsitz Heidenheim und den Niederlassungen Wolfsburg, Homburg/Saar und Erfurt bearbeiten die 50 Mitarbeiter jedes Jahr rund 500 Kundenprojekte aus den Kerngebieten Strukturanalyse, Strömungssimulation und virtueller Produktentwicklung. Zum Kundenkreis zählen namhafte Unternehmen aus dem Maschinen- und Anlagenbau, der Luft- und Raumfahrttechnik, der Automobilindustrie, der Konsumgüterindustrie und dem Schiffbau.

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