CAx-Systeme

Die Grundlage für unsere Rahmen- und Produktenwicklungen bilden moderne CAx-Systeme. Verwendet werden diese von der Konzeption und dem Erstentwurf über die Optimierung und Festigkeitsberechnung bis hin zur Fertigung. So können Fehler schon am virtuellen Modell identifiziert und behoben sowie der gesamte Entwicklungsprozess beschleunigt werden. Ein weiterer Vorteil: Bereits die ersten Prototypen weisen eine hohe Serientreue auf.

CAD Darstellung

CAD ermöglicht dreidimensionale Produktmodellierung

Computer Aided Design (CAD) Systeme ermöglichen uns, Produkte am Rechner zu konstruieren. Dabei wird ein virtuelles, dreidimensionales Modell des Bauteils erstellt, das alle geometrischen und physikalischen Eigenschaften, wie Gewicht, Volumen etc., des realen Bauteils enthält und das als Grundlage für weitere Entwicklungsschritte dient. Dank der rechnergestützten Konstruktion können die Modelle aneinander angepasst und Kollisionen zwischen Bauteilen bereits im Entwicklungsstadium vermieden werden.

Mehr zur CAD Arbeitsweise in unserer Wissensdatenbank.  

Festigkeitsberechnung und die Simulation des physikalischen Verhaltens mittels CAE

Mit Hilfe von Computer Aided Engineering (CAE) Systemen führen wir bereits am virtuellen Modell Festigkeitsberechnungen und Belastungssimulationen durch. Lastfälle und Randbedingungen werden aus der Realdatenmessung auf das Produktdatenmodell übertragen. So erkennen wir die am Bauteil unter den entsprechenden Lastfällen auftretenden Materialspannungen (z.B. Zug-, Druck-, Biege- oder Torsionsspannungen) in Ihrer Größe und in Richtung. Die Höhe der wirkenden Spannungen gibt Aufschluss, inwieweit der Werkstoff ausgelastet ist, ob weitere Materialeinsparung möglich sind oder die Gestaltung des Bauteils verändert werden muss, um Materialspannung in einem zulässigen Bereich zu erreichen. Nur durch solch aufwändige Optimierungsschleifen wird ein intelligenter, konstruktiver Leichtbau erst möglich, d.h. ein Optimum aus Gewicht in Relation zur Steifigkeit oder Haltbarkeit.

Mehrkörpersimulation ahmt Bewegungsabläufe gekoppelter Bauteile nach

Die Mehrkörpersimulation (MKS) ist eine Methode der numerischen Simulation und fällt damit in die Kategorie der CAE-Systeme. Bei der MKS werden Bewegungsabläufe gekoppelter Bauteile simuliert. Wir nutzen dieses Verfahren für die kinematische Auslegung des Hinterbaus. Mittels eigener Berechnungsprogramme können wir die Geschwindigkeiten, Beschleunigungen und die auf die einzelnen Elemente des Hinterbaus wirkenden Kräfte berechnen. Die entsprechenden Graphen der Hinterbau Kinematik überlagern wir mit den Kennlinien der Luftdämpfer um beide Systeme perfekt aufeinander abstimmen zu können.

Realdatenmessung zur Ermittlung von Maximallasten

Mit der Realdatenmessung ermitteln wir die auf das Fahrrad einwirkenden Maximallasten während des Fahrbetriebs. Dabei werden die Kräfte und Momente qualitativ und quantitativ erfasst, die bei unterschiedlichsten Fahrbetriebsbedingungen auf das Fahrrad einwirken. Die Datenermittlung erfolgt mittels Dehnmessstreifen und Beschleunigungssensoren, die an exponierten Stellen am Fahrradrahmen angebracht sind. Bereits 1998 wurde gemeinsam mit der Universität Siegen ein erster Fahrversuchsträger aufgebaut. 2002 folgte mit dem Fraunhofer Institut für Betriebsfestigkeit ein zweiter Fahrversuchsträger, um die im ersten Schritt aufgenommenen Realdaten zu verifizieren und weiter zu verfeinern. Insgesamt haben wir 32 unterschiedliche, relevante Messstellen identifiziert und mit den entsprechenden Sensoren versehen. Für die Durchführung der Messfahrten wurden im Vorfeld  entsprechende Randbedingungen für die Nutzung des Mountainbikes definiert.