Caterpillar - Peoria
Case Study Caterpillar - Peoria

Auf der Suche nach dem Heiligen Gral: Dynamisches Modell eines Grossbaggers im Massstab 1:1

Schon seit längerer Zeit ist "Virtual Prototyping" der Heilige Gral für Unternehmen, die ihren Produktentwicklungszyklus straffen wollen. Die Arbeit mit realen Prototypen zum Testen neuer Konzepte und Verbesserungen verschlingt unter Umständen Millionen für Prototypenerstellung und -erprobung. Im Gegensatz dazu ist ein virtueller Prototyp eine exakte 3D-Nachbildung eines Objekts. Dieses präzise CAD-Modell kann als Basis für die Simulation, Analyse und Gestaltung von Bewegungsabläufen, für Kollisionsprüfungen, zur Animation und für viele andere Konstruktionsaufgaben dienen.

Die Erdbewegungsmaschinen von Caterpillar sind nicht nur aufgrund ihrer gewaltigen Dimensionen etwas Besonderes. Ein Bulldozer oder Bagger besitzt Tausende von beweglichen Teilen, die miteinander interagieren und die Schnittstellen zwischen Maschine, Erde und Mensch beeinflussen. Diese Komplexität ist eine der grossen Herausforderungen, die für Caterpillar mit der Erstellung eines nutzbaren Modells verbunden waren. Die enormen Vorteile, die ein derartiges Modell bietet, rechtfertigen den damit verbundenen Aufwand jedoch in jedem Fall.

Die Technologie des Kettenantriebs existiert schon seit beinahe einem Jahrhundert. Ein Bulldozer erzeugt einen Vortrieb, mit dem er gegen das Erdreich drückt. Zwischen Kette und Boden geht viel Kraft verloren. Die Ingenieure von Caterpillar wollten äusserst detaillierte dynamische Modelle erstellen, um das Traktionsverhalten vorauszuberechnen und neue Konstruktionen auf höchstem technischem Niveau zu evaluieren. Mit Hilfe dieses neuartigen Ansatzes zur Produktentwicklung können Forschungs- und Entwicklungskosten drastisch reduziert werden. Diese Überlegung war eine der wichtigsten Triebfedern für das Projekt von Caterpillar.

Das Caterpillar-Team von Forschungsingenieuren erarbeitete ein Anforderungsprofil für ein System zur Erfassung der Kettenbewegung eines D9-Bulldozers und anderer wichtiger 3D-Koordinatendaten der Oberfläche und der Bewegungen der Maschine. Für dieses einzigartige Datenerfassungsvorhaben war eine aussergewöhnlicheKombination von Hightech-Messinstrumenten erforderlich, die gleichzeitig 123 Datenkanäle aus am Boden oder am Maschinenrahmen fixierten Instrumenten und mehr als 40 Kanäle zweistufiger Telemetriedaten der Kettenbewegung generieren würde. . . . .



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