Im Rahmen eines Kundenprojekts der Widap AG untersuchte das Engineering-Team von Antrimon Group AG ein mechanisches Verhalten in einem automatischen Stern-Δ-Motorschutzschalter. Die Herausforderung: Eine unerwartete Verzögerung bei der Y-Δ-Umschaltung, welche die Schaltgeschwindigkeit und damit die Zuverlässigkeit der elektrischen Kontakte negativ beeinflusste.

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Problemanalyse mittels Finite-Elemente-Methode (FEM)

Mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM) wurde das betroffene Zahnsegment im Getriebe detailliert simuliert. Ziel der Simulation war es, realistische Belastungen darzustellen und deren Auswirkungen auf das dynamische Verhalten des Bauteils zu verstehen. Die FEM-Analyse zeigte eindeutig, dass der eingesetzte Dämpfer im Getriebe die Hauptursache für die verzögerte Umschaltung war – die Schliessgeschwindigkeit war zu gering, wodurch die Kontaktpunkte einen erhöhten Abbrand aufwiesen.
 

Die Antrimon-Lösung: gezielte Optimierung des Dämpfungskonzepts

Basierend auf den FEM-Ergebnissen entwickelte Antrimon eine technische Lösung, die das Problem nachhaltig adressiert:

• Anpassung des Dämpfers: Ein stärkerer Dämpfer wurde ausgewählt, der jedoch nur über die halbe Wegstrecke wirkt.
• Federmechanismus für Wiederverzahnung: Durch ein federbelastetes Zahnsegment kann das Getriebe nach dem Entkoppeln wieder sicher einrasten.
• Verbesserte Schaltperformance: Diese Kombination sorgt für eine deutlich höhere Schliessgeschwindigkeit des Getriebes und reduziert gleichzeitig die Kontaktabbrandrate signifikant.

Dank dieser daten- und simulationsgestützten Anpassung konnte die Funktionalität des Y-Δ-Schalters nachhaltig verbessert werden – mit positiven Effekten auf Lebensdauer, Zuverlässigkeit und Gesamtleistung der Mechanik.
 

Projektstruktur: Interdisziplinäre Entwicklung vom Konzept bis zur Umsetzung

Das Projekt umfasste mehrere Kompetenzbereiche:

• Projektmanagement: Definition und Priorisierung kundenspezifischer Anforderungen sowie Projektplanung und -koordination
• Mechanische Entwicklung: Suche innovativer Konzeptideen zur Verzögerungsreduktion, CAD-Design und FEM-Auslegung des federnden Zahnsegments sowie Prototypenbeschaffung und Anpassung
• Test & Validierung: Simulationsergebnisse im Testlabor verifiziert sowie Auswahl des optimalen Dämpfers basierend auf realen Schaltzeiten
• Produktion: Aufbau erster Prototypen sowie Feinabstimmung der Fertigungswerkzeuge und Serienbereitschaft

Dieses strukturierte Vorgehen – von der Analyse über die Simulation bis zur Validierung – spiegelt Antrimons interdisziplinäre Engineering-Expertise wider.
 

Ergebnis: Zuverlässige, leistungsfähige Getriebesteuerung

Durch die gezielte Anwendung der Finite-Elemente-Methode in Verbindung mit mechanischer Innovation konnte Antrimon für den Kunden:

• signifikante Verbesserung der Schaltgeschwindigkeit erreichen
• die mechanische Zuverlässigkeit erhöhen
• die Lebensdauer der Schaltkontakte optimieren

Eine Lösung, die nicht nur technisch überzeugt, sondern auch wirtschaftlich sinnvoll ist – ein typisches Beispiel für praxisnahe Engineering-Exzellenz.