Um die Performance von Laufrädern für Ventilatoren zu optimieren, simuliert Ziehl Abegg die Mehrzahl seiner Bauteile vorab. Damit stellt das Unternehmen die Maßhaltigkeit wichtiger Qualitätsfaktoren für einen möglichst geräuscharmen Lauf sicher.
Ein besonders spannendes Bauteil von Ziehl Abegg, Künzelsau, mit einem Durchmesser von 960 mm ist auf dem Stand von Simcon, Würselen, auf der Fakuma zu sehen: Ein Düsengehäuse mit Leitrad, welches Teil des neuen Ventilatorsystems ZAplus ist. Dieses verfügt über einen Silent-Mode. Durch ein bionisches Luftführungssystem erreicht der Hersteller eine Akustikreduzierung von bis zu 4 dB gegenüber herkömmlichen Ventilatoren. Zur Simulation des Laufrades setzt das Unternehmen auf Cadmould von Simcon.
Lothar Ernemann von Ziehl-Abegg erklärt: „Generell simulieren wir nahezu alle neu entwickelten Kunststoffteile vorab, denn die aerodynamischen Eigenschaften bei Laufrädern hängen unmittelbar mit der Einhaltung der Flügelgeometrie zusammen. Eine Verzugsberechnung vorab ist deshalb sehr wertvoll.“ Die Simulation erlaubt es, bei Bedarf Versteifung der Geometrie oder auch Vorhaltung im Werkzeug frühzeitig einzuplanen. Ergibt die Simulation zu hohe Verzugswerte, wird geprüft, ob diese durch eine Variation der Prozessparameter in den Griff zu bekommen sind.
Dank der Simulation ist es auch möglich, Bindenähte möglichst in Bereiche zu legen, wo sie weniger kritisch sind. Dabei werden verschiedene Angusspositionen vorab simuliert. Materialeinsparung und Nachhaltigkeitsaspekte spielen auch eine immer größere Rolle. Hierbei werden hohe Ansprüche an die Festigkeitsberechnungen gestellt. Ernemann erklärt: „Wir setzen überwiegend faserverstärkte Materialien ein. Hierbei wird durch Cadmould vorab die Faserorientierung ermittelt, die dann für die anisotrope FEM-Berechnung gemappt wird.“
Bei dem Bauteil ZAplus spielt auch die Rundheit im Düsenbereich und die Ebenheit im Flanschbereich eine große Rolle. Je kleiner der Spalt zwischen Flügelspitze und Düse, desto besser ist der Wirkungsgrad und die Akustik. Mit einem genaueren Rundlauf und höherer Durchmessertoleranz kann aufgrund kleinerem Luftspalt mehr Energie eingespart werden und der Ventilator wird leiser. Und die Ebenheit der Flansche ist für den sauberen Anbau an Kundengeräte relevant. „Deshalb haben wir vorab zusammen mit dem Werkzeugmacher ein Konzept für die Vorhaltung des Durchmessers und Flansches im Werkzeug anhand der Simulationen vorgesehen. Außerdem haben wir mit Cadmould Heißkanaldüsen, Anzahl und Winkellage der Düsen für ein möglichst gleichmäßiges Füllbild, Faserorientierung und Lage der Bindenähte in Bezug zu den Befestigungsbohrungen vorab optimiert“, veranschaulicht Ernemann.
