FEM-Simulation: Sicherheit erhöhen und Kosten einsparen

Merkle & Partner: optimiertes Prototyping bei Baumaschinen

ROPS-Test und FEM-Simulation an einer Grader-Kabine im Vergleich

Fahrerkabinen von Baumaschinen müssen bei Eintreten eines Sonderereignisses dem Baugeräteführer einen ausreichenden Schutz bieten. Der Überrollschutz (Roll Over Protective Structure) verhindert beispielsweise bei einem Überschlag das übermäßige Verformen der Kabine.
Um dieses Szenario zu überprüfen, werden aufwendige Tests durchgeführt. Merkle & Partner zeigt, wie solche Versuche mittels FEM-Simulation deutlich schneller und kostengünstiger durchgeführt werden können.

Ein Überrollschutz kommt in Baugeräten zum Einsatz, die überwiegend im Erdbau eingesetzt werden, da hier die Gefahr eines „Sonderereignisses“ besonders hoch ist. Im Normalfall wird vor der Zulassung eines Schutzaufbaus für Fahrerkabinen die Tauglichkeit mithilfe eines Prototyps und zwei definierten Tests überprüft. Beide Tests sind sehr kostenintensiv, da nach deren Durchführung die Kabine inklusive Überrollschutz keine weitere Verwendung findet. Wird ein Test nicht bestanden, muss die Kabine entsprechend verstärkt und erneut getestet werden.

Hier setzt die Simulation mit Hilfe eines FEM-Modells (Finite-Elemente-Methode) an. Die Ergebnisse der Simulation sind nicht nur sehr genau, sie zeigen gleichzeitig auch die Schwachstellen auf und helfen so diese gezielt durch schnell durchgeführte FEM-Variantenberechnungen zu optimieren.
Ein weiterer Vorteil der Simulationen: die Kosten für die Berechnungen fallen im Vergleich zu wiederholten Testings nur einmal an. Zudem wurde im Fall der Baumaschinen aus den Daten der FEM-Simulation und der folgenden Optimierung das Gewicht der Kabine inklusive des Überrollkäfigs stark reduziert. Ein weiterer Kostenvorteil in der Fertigung.

„Unsere Kunden sind oft noch überrascht, dass zwischen dem Test und der FEM-Simulation kaum Unterschiede zu erkennen sind“, so Stefan Merkle, Geschäftsführer der Merkle & Partner GbR.
Ein ROPS-Test zur Kabinensicherheit nach DIN ISO 3471 überprüft beispielsweise, inwieweit die Kabinenstabilität bei einem Umsturz gegeben ist. Dabei müssen die Schutzaufbauten so ausgelegt sein, dass ein definierter Überlebensraum (Deflection-Limiting-Volume) erhalten bleibt. Zusätzlich wird mittels eines FOPS-Tests (Falling Object Protective Structure) überprüft, inwieweit das Kabinendach gegenüber herabfallenden Gegenständen gesichert ist. Letzterer bedeutet eine Erweiterung des Überrollschutzes (ROPS), da hierbei in die Kabinen zusätzliche Rahmen- und Gitterelemente eingesetzt werden müssen.

Beide Testings konnten über die FEM-Simulation realitätstreu nachgestellt werden. Durch die gewonnenen Daten und Erkenntnisse aus der FEM-Simulation wurden die Kabinen nur so stabil konstruktiert, wie sie wirklich sein müssen. Dies wiederum spart erneut Kosten.

Merkle & Partner führen solche Simulationen bereits seit Jahrzehnten für unterschiedlichste Branchen erfolgreich durch und können daher genau auf die individuellen Kundenanforderungen eingehen. Egal, ob Baumaschinen, Landmaschinen oder Kabinen für Seilbahnen.

Weitere Informationen unter www.merkle-partner.de

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.

Firmenkontakt
MERKLE & PARTNER GbR
Stefan Merkle
Friedrichstraße 1
89518 Heidenheim
07321 9343-0
07321 9343-20
info@merkle-partner.de

Pressekontakt
KOKON – Marketing Profiling PR
Marion Oberparleiter
Lindenstraße 6
72666 Neckartailfingen
0711 52855500
0711 52855509
info@kokon-marketing.de
http://www.kokon-marketing.de/

Hasselwander-PR

PR-Neuigkeiten: Das individuelle Partnernetzwerk

Recent Posts

Joshua Burits gekrönt zum König von Google Maps SEO bei Zeremonie in Wien, Österreich

Joshua Burits von Schokoladenseiten wird von der SEO-Branche als führender Experte für Google Maps SEO…

4 Stunden ago

Du hast nur ein Leben, warum verbringst du es nach fremden Vorstellungen?

Ernst Crameri erklärt, warum persönliche Freiheit, bewusste Lebensfreude und höchste Qualitätsansprüche ein selbstbestimmtes Leben prägen.…

5 Stunden ago

Der letzte Flug von Sir Patrick Stewart

Was uns Captain Jean-Luc Picard über Zukunftsmut lehrt Die Zukunft ist ungewiss. Künstliche Intelligenz, gesellschaftliche…

11 Stunden ago

Du hast alles für deine Familie gegeben, aber nichts für deine eigene Zukunft aufgebaut?

Ernst Crameri erklärt, warum Mütter neben Familie und Partnerschaft eigene Ziele, persönliche Unabhängigkeit und eine…

15 Stunden ago

Trend Denim-Set: So kombinierst du Double Denim richtig

Double-Denim für Curvys | PlusPerfekt - Magazin für Diversity in Fashion, Trends & LifeStyleKaum ein…

24 Stunden ago

UNO: Rabat bezeichnet das Ende der MINURSO als „bedeutenden Schritt“ und bekräftigt sein Bekenntnis zur Aufrechterhaltung des Waffenstillstands

In einer am 30. Oktober 2026 veröffentlichten Erklärung des Königlichen Kabinetts teilte Rabat mit, dass…

1 Tag ago