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Forschung und Innovation

17 November 2022  |  Lesezeit: 4 minuten

Feldstudien, Berechnungen und virtuelle Simulationen: unsere Abteilung für Forschung und Innovation (F&I) garantiert unseren Kunden zuverlässige, langlebige Produkte

Die F&I-Abteilung von Zuidberg konzentriert sich auf die Erarbeitung und Entwicklung innovativer Konzepte und Systeme für alle Produktgruppen. Eine der Hauptaufgaben der Abteilung besteht darin, neue Produkte zu testen und zu validieren, damit sie mit der typischen Zuidberg-Langlebigkeit und -Zuverlässigkeit auf den Markt gebracht werden können.

Lennart van den Heuvel, Leiter der F&I-Abteilung, erläutert, was diese Validierung beinhaltet. „Am Anfang einer Neuentwicklung steht immer die Anregung oder der Wunsch eines Kunden“, sagt er. „Wir legen dann gemeinsam mit dem Kunden die Anforderungen an das Produkt in einem Pflichtenheft fest. Unsere Frontkraftheber, Zapfwellen und Getriebe werden auf der ganzen Welt eingesetzt und müssen daher den extremsten Klimabedingungen, Betriebsbedingungen und Belastungen standhalten: von Schneefräsen in Kanada bei minus 40 °C bis zu Holzhäckslern, die in Spanien bei plus 40 °C betrieben werden.“

Die Ingenieure bestimmen dann auf Basis dieser Bedingungen, welche Simulationen, Berechnungen und Tests durchgeführt werden müssen, um zu prüfen, ob das Produkt tatsächlich alle Anforderungen und Bedingungen erfüllt. Lennart: „Diese Anforderungen können rechtlicher Natur sein, aber sie richten sich auch nach den Erwartungen, die der Kunde und wir an das Produkt stellen. Erst wenn alle Tests erfolgreich bestanden wurden, gilt das Produkt als validiert. Und erst dann kann das Produkt zur Vermarktung freigegeben werden.“

Vibrationsmessungen und Belastungssimulationen
Zuidberg entwickelt viele Testgeräte selbst. Lennart: „Viele unserer Produkte müssen hinsichtlich Leistung und Lebensdauer den in den einzelnen Spezifikationsblättern beschriebenen Arbeitszyklen entsprechen. Um dies zu testen, setzen wir verschiedene Simulationen ein, in denen wir beurteilen, ob das Produkt in einer virtuellen Umgebung zufriedenstellend funktioniert. Der Mehrwert virtueller Simulationen liegt in der Möglichkeit, Parameter im Produkt schnell zu ändern und deren Auswirkungen zu sehen. Dadurch verbringen wir weniger Zeit mit dem Erstellen und Testen physischer Prototypen. Bei der abschließenden physischen Prüfung erfüllt das Produkt oft schon die Anforderungen auf Anhieb. Mit Messungen, Berechnungen und vor allem physikalischen Tests untersuchen wir danach, ob das Produkt tatsächlich unter allen Bedingungen besteht, denen es ausgesetzt sein könnte.“

Als Beispiele nennt Lennart Zuidberg Vibrationsmessungen, Belastungssimulationen, Wärme- und Kältetests sowie physikalische Dauertests auf selbst entwickelten Prüfständen. „Für Kältetests haben wir einen speziellen Gefrierschrank, der bis auf minus 45 Grad Celsius abkühlen kann. Ein Prototyp des Produkts wird in den Gefrierschrank platziert, mit allen möglichen Sensoren versehen und dann auf die Anwendung montiert. Auf diese Weise überwachen wir, wie sich niedrige Temperaturen zum Beispiel auf den Öldruck oder die Leistung der Komponenten auswirken.“

Pariser Klimaabkommen
Zuidberg hat etwa 25 verschiedene Tests entwickelt, aber diese Zahl wird noch steigen. Lennart: „Ein neues Produkt kann einen anderen, neuen Test erfordern. Dabei können auch externe Einflüsse wie das Pariser Klimaabkommen eine Rolle spielen. Für Traktorenhersteller aus der EU gelten strenge Emissionsnormen. Um diesen zu entsprechen, finden im Bereich der Verbrennungsmotoren zahlreiche Entwicklungen statt, die die Laufeigenschaften verändern. Da eine Frontzapfwelle eine mechanische Verbindung zum Verbrennungsmotor hat, müssen wir diesen Betriebseigenschaften bis ins Detail Rechnung tragen. Nur so kann das System optimal mit dem Verbrennungsmotor zusammenarbeiten.“

Datenlogger und Prüfberichte
„Wir bemühen uns mehr und mehr, Felddaten, also reelle Einsatzdaten zu sammeln“, so erzählt Lennart weiter. „Dies ist wichtig, weil sich die Welt ständig verändert. Wir müssen nah an unserem Produkt bleiben, und das geht nur, wenn wir regelmäßig selbst vor Ort sind. Die Informationen, die wir auf diese Weise erhalten, fließen in den Entwicklungsprozess ein und werden für unsere Simulationen verwendet.“

Alle Testdaten werden in festgelegten Formaten aufgezeichnet. „Für jeden Test wird ein Datenlogger eingesetzt, der alle Daten aufzeichnet und speichert. Wir erstellen mit den Daten einen Prüfbericht zu den Tests und erstellen Fotos dazu. Diese Prüfberichte werden intern aufbewahrt, damit wir jederzeit darauf zurückgreifen können. Parallel zu unseren eigenen Tests starten wir auch einen Validierungsprozess mit Prototypen beim Kunden vor Ort. So kann die Zusammenarbeit zwischen unserem Zuidberg-Produkt und der jeweiligen Maschine des Kunden getestet werden. Erst wenn beide Validierungsprozesse - der bei uns und der beim Kunden - abgeschlossen und genehmigt sind, wird das Produkt zur Serienfertigung freigegeben.“

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