AEG Designs Cool Power-Tools schneller mit Flow Simulation

Die Marke AEG ist ein Synonym für Qualität und Zuverlässigkeit. Die tragbaren Power Tools sind die besten Werkzeuge für professionelle Anwender weltweit. Die professionellen Power Tools wurden entwickelt, um die Anforderung an professionelle oder Gewerbestandarts zu erfüllen. Anerkannt als Mitglied der “Top 100 Most innovative companies in Germany’s SME sector,” besteht das Produktportofolio von AEG aus mehr als 100 verschiedenen Werkzeugen, einschließlich Hammer, Schlag- und Diamantbohrern, Grade- und Winkelschleifern, Stich- und Kreissägen.

Wir haben uns bisher auf die Erfahrungen aus der Vergangenheit oder auf die Resultate aus den Tests mit physikalischen Prototypen verlassen, aber jetzt verwenden wir FloEFD; aus diesem Grund haben wir heute schon deutlich vor der Prototypenphase eine wesentlich besseres Vorstellung von der Leistungsfähigkeit unsere Produkte.”

Markus Wörner, Design Engineer

Gemäß der Freedonia Group wird das Marktpotential auf ca. $23,4 Millarden geschätzt. Es wird davon ausgegangen, daß der Markt bis 2011 jährlich um 4,1% wachsen wird. Ein Großteil des Marktes für Power Tools entfällt dabei auf die professionellen Anwender und AEG Power Tools ist gut platziert, um als Hersteller der Wahl weiterhin einen Löwenanteil dieses Marktsektors einzunehmen. Dieser Markt ist ausgesprochen markentreu und Kaufentscheidungen werden häufig nicht nur über den Preis getroffen – Kenndaten, Funktionen und Qualität spielen eine gewichtige Rolle bei der Entscheidungsfindung.

Alle Werkzeuge die bei AEG Winnenden in Süddeutschland hergestellt werden, werden vor der Markeinführung akribisch getestet, um eine hohe Qualität und Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Selbst unter schweren Betriebsbedingungen bieten diese Werkzeuge ein langes und produktives Leben. Beispielsweise hat AEG in letzter Zeit eine neue Serie von 2-Hand-Winkelschleifer mit einem 2400 Watt staubgeschützten Motor mit Epoxidharz beschichteten Feld- und Ankerpaket Protektor für längere Lebenszeit vorgestellt. Das neue Design schützt den Motor vor abrasivem Staub während durch eine optimierte Luftführung die Ansammlung von Staub in empfindlichen Bereichen, wie dem Schalter und der Elektronik, verhindert und eine bessere Kühlung gewährleistet wird – all das führt zu einer längeren Lebenszeit ( bis zu zehnmal länger als bei einem vergleichbaren Winkelschleifer mit Metallstaubkammer).

„Wir optimieren unsere Produkte von Beginn des Projektes an“ sagt Markus Wörner, Entwicklungsingenieur. Um den hohen Produktqualitätsstandart zu halten, verwendet das Ingenieur Team „computer-aided design“ und „engineering software“. Sie verwenden für die Konstruktion Pro/ENGINEER Wildfire2 von PTC mit FloEFD von Mentor Graphics für die Strömungs- und Wärmeanalyse. Herr Wörner fügt hinzu „Wir verwenden FloEFD um den Volumenstrom der Luft durch unsere Maschinen zu simulieren. Motorkühlprobleme werden untersucht um ein besseres Verständnis für die Effizienz der verwendeten Kühlmethode zu bekommen. Wir haben uns bisher auf die Erfahrungen aus der Vergangenheit oder auf die Resultate aus den Tests mit physikalischen Prototypen verlassen, aber jetzt verwenden wir FloEFD; aus diesem Grund haben wir heute schon deutlich vor der Prototypenphase eine wesentlich besseres Vorstellung von der Leistungsfähigkeit unsere Produkte.“

Das AEG Engeneering Team befindet sich in einer einzigartigen Position, da sie über eine Unmenge an Daten über ihr Produkt verfügen und somit können sie mit einem Prototypen starten, der bis zu einem gewissen Grad schon optimiert ist. „Durch die Verwendung von FloEFD sind wir in der Lage unser Design weiter zu optimieren und erhalten damit wesentlich schneller als früher ein verbessertes Design. Bei unserem letzten Projekt erreichten wir unser Ziel für die Verbesserung der Luftströmung mit unserem ersten Prototypen. Bei einem anderen Projekt konnten wir die Motortemperatur 15% niedriger halten als wir es für möglich gehalten hätten und wir haben die Verbesserung wesentlich schneller erreicht als früher.“

Als Maschinenbauingenieur hat Herr Wörner sich vorher nie mit „computational fluid dynamic „ (CFD) Software beschäftigt. „Ich habe eine Ausbildung als Maschinenbauingenieur und habe Strukturanalyse Software in der Vergangenheit verwendet, aber ich hatte sehr wenig Kontakt mit CFD. Wir haben uns für FloEFD entschieden weil es einfach zu verwenden ist. Zum Beispiel fand ich das vernetzten und das Setzen der Randbedingungen extrem einfach.“ Der FloEFDmesher kann aufgrund der adaptiven Form der verwendeten Gitterzellen leicht mit komplexen Geometrien mit engen Spalten und scharfen Kanten umgehen. Außerdem ist die Benutzeroberfläche von FloEFD an die Bedürfnisse eines Ingenieurs und nicht an die eines Berechnungsspezialisten angepaßt. Aus diesem Grund verwendet FloEFD Begriffe wie Wände, Einlässe und Auslässe. „Außerdem müssen wir bei FloEFD nicht das Strömungsgebiet definieren das Programm läßt sich somit sehr intuitiv bedienen.“ fügt Herr Wörner hinzu. Die meisten üblichen Strömungssimulationsprogrammen verlangen von den Anwendern die Erzeugung von „Phantom“-Bauteilen für die nicht durchströmten Gebiete – dabei handelt es sich um einen extrem zeitaufwändigen Vorgang, da der Anwender die gesamte Geometrie manuell durchsuchen und die entsprechenden Gebiete identifizieren muß, um diese dann anschließend mit einer Geometrie auszufüllen. FloEFD spart dem Anwender Zeit indem es automatisch zwischen festen und Strömungsgebieten und zwischen interner und externer Strömung bei dem erstellen des Strömungsgebietes unterscheidet.

 AEG verwendet außerdem FloEFD um die thermischen Anforderungen zu optimieren. „Mit FloEFD können wir die thermischen Aufgabenstellungen untersuchen, egal ob es sich dabei um eine einzige Komponente oder das gesamte Werkzeug handelt. FloEFD ist ein großartiges Werkzeug um auch diese Aufgabenstellungen zu lösen.“ sagt Peter Henske, CAD Manager.

Abgesehen von Anforderungen an das Design besteht für das AEG Design Team eine weitere Herausforderung. AEG Electric Tools in Winnenden entwickelt Werkzeuge für Milwaukee Electric Tools und die AEG Power Tools. Die Verwendung von modularem Design und einer Plattformstrategie macht es möglich die unterschiedlichen Bedrüfnisse der Anwender schnell und effizient ohne Qualitätsverlust zu befriedigen. Selbst kleine Änderungen an den Komponenten beeinflußt die Luftströmung in der Maschine. Das Testen jeder einzelnen Konfiguration würde eine Menge Zeit kosten. Aber mit der Simulation können wir diese durch die verschiedenen Designoptionen verursachten Effekte untersuchen und eine ordnungsgemäße Leistung für alle auf der Plattform basierenden Maschinen sicherstellen.“ Sagt Herr Henske.

 

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