Energieeffizienz gewinnt als Wettbewerbs- und Kostenfaktor für die industrielle Produktion seit einigen Jahren immer mehr an Bedeutung und sollte bereits in der Produkt- und Prozessentwicklung bzw. -verbesserung berücksichtigt werden. Entsprechend zeigt der Beitrag, wie mittels Maschinensimulation auf der Basis empirischer Messdaten die Energieverbräuche für zukünftige Fertigungsprozesse durch eine integrierte Visualisierung abgeschätzt werden können.

Energieeffizienz gewinnt als Wettbewerbs- und Kostenfaktor für die industrielle Produktion seit einigen Jahren immer mehr an Bedeutung und sollte bereits in der Produkt- und Prozessentwicklung bzw. -verbesserung berücksichtigt werden. Entsprechend zeigt der Beitrag, wie mittels Maschinensimulation auf der Basis empirischer Messdaten die Energieverbräuche für zukünftige Fertigungsprozesse durch eine integrierte Visualisierung abgeschätzt werden können.

In vielen Bereichen der Tagebautechnik spielt die Zerkleinerung von Material/ -strömen eine wesentliche Rolle, wobei sich je nach Material verschiedene Anforderungen an das Brechersystem ergeben. In Folge dessen werden Brecher auftragsspezifisch, meist für einen speziellen Gesteinstyp oder Einsatzort entwickelt oder modifiziert. Eine aussagekräftige Prognose der im Bruchprozess auftretenden Lasten auf den Brecher ist somit essentieller Bestandteil im Entwicklungsprozess. Ein viel versprechender Ansatz, um das Materialverhalten in der Lastprognose zu berücksichtigen, ist die numerische Simulation des Materialbruchverhaltens mit Hilfe der Diskreten-Elemente-Methode (DEM). Das Verhalten der sogenannten Partikel wird über Kontakt- und bond-Modelle beschrieben und soll das makroskopische Verhalten des jeweiligen Gesteins möglichst realitätsnah abbilden. Die Problematik ist, dass in SimulationX® keine Module zur DEM-Simulation vorhanden sind und umgekehrt in der DEM-Simulationsumgebung LIGGGHTSG® (LAMMPS improved for general granular and granular heat transfer simulations) keine derartige Maschinensimulation möglich ist. Der Ausweg ist die Co-Simulation zweier unterschiedlicher Simulationsumgebungen durch die Nutzung des ,,Functional Mock-Up Interface“-Standards (FMI). Berechnungsergebnis sind die dynamischen Lasten auf den Brecher unter Berücksichtigung des Materialverhaltens. Somit können früher in der Brecherentwicklung Prognosen zu auftretenden Lasten getroffen und Einflussuntersuchungen von Maschinenkonfigurationen zur Effizienzsteigerungen durchgeführt werden, was zuvor auf Grund des Einzelanfertigungscharakters nicht möglich oder nicht wirtschaftlich war.

In contrast to constant operating states, particle and NOx emissions of internal combustion engines are significantly higher during transient operating states, which occur repeatedly at working cycles of mobile machines. This paper therefore deals with the conception, development and testing of hydraulic hybrid systems to reduce these emissions by phlegmatization of the engine. A wheel loader with its machine-typical working cycle serves as an example for the investigation of the benefits of such a system. Therefore, model based development techniques are used. In a holistic machine simulation, four different typical wheel loader cycles were carried out and the optimum size of the hydraulic accumulator for the hybrid system is identified by a parameter variation. The lowest emitted emissions and the smallest construction dimensions are the key elements for the accumulator selection. With an optimal hydraulic accumulator, a reduction in particle emissions of up to 29.4 % is achieved in one of the cycles investigated.

In vielen Bereichen der Tagebautechnik spielt die Zerkleinerung von Material/ -strömen eine wesentliche Rolle, wobei sich je nach Material verschiedene Anforderungen an das Brechersystem ergeben. In Folge dessen werden Brecher auftragsspezifisch, meist für einen speziellen Gesteinstyp oder Einsatzort entwickelt oder modifiziert. Eine aussagekräftige Prognose der im Bruchprozess auftretenden Lasten auf den Brecher ist somit essentieller Bestandteil im Entwicklungsprozess. Ein viel versprechender Ansatz, um das Materialverhalten in der Lastprognose zu berücksichtigen, ist die numerische Simulation des Materialbruchverhaltens mit Hilfe der Diskreten-Elemente-Methode (DEM). Das Verhalten der sogenannten Partikel wird über Kontakt- und bond-Modelle beschrieben und soll das makroskopische Verhalten des jeweiligen Gesteins möglichst realitätsnah abbilden. Die Problematik ist, dass in SimulationX® keine Module zur DEM-Simulation vorhanden sind und umgekehrt in der DEM-Simulationsumgebung LIGGGHTSG® (LAMMPS improved for general granular and granular heat transfer simulations) keine derartige Maschinensimulation möglich ist. Der Ausweg ist die Co-Simulation zweier unterschiedlicher Simulationsumgebungen durch die Nutzung des ,,Functional Mock-Up Interface“-Standards (FMI). Berechnungsergebnis sind die dynamischen Lasten auf den Brecher unter Berücksichtigung des Materialverhaltens. Somit können früher in der Brecherentwicklung Prognosen zu auftretenden Lasten getroffen und Einflussuntersuchungen von Maschinenkonfigurationen zur Effizienzsteigerungen durchgeführt werden, was zuvor auf Grund des Einzelanfertigungscharakters nicht möglich oder nicht wirtschaftlich war.