Ziel
Diese Abschlussarbeit umfasste den vollständigen Reverse-Engineering-Zyklus eines großformatigen Absperrventils DN1300. Verfolgt wurden zwei Ziele: die Erstellung eines vollständigen Satzes Konstruktionsunterlagen für die Importsubstitution und die Modernisierung des Ventils durch die Integration eines automatischen Steuerungssystems.
Arbeitsumfang
Zu Beginn wurde ein gebrauchtes Ventil der ARMATURY Group dreidimensional gescannt. Die ersten Messungen mit einem Scanform-L5-Scanner erwiesen sich für die Dichtflächen als unzureichend: Nur 35,6 % der Punkte lagen innerhalb der Toleranz von ±0,1 mm. Nach einer erneuten Erfassung der Innengeometrie mit einem KSCAN-Magic-Scanner lagen 84,1 % der Punkte im Toleranzfeld, wodurch die Daten für die weitere Bearbeitung geeignet wurden.
Die Punktwolken wurden in Geomagic Design X verarbeitet. Dabei ging es nicht nur um die Rekonstruktion der Oberflächen, sondern auch um die Analyse der exzentrischen Geometrie, die für diesen Ventiltyp charakteristisch ist. Die theoretischen Werte der ersten Exzentrizität wurden nach der Methodik von D. F. Gurewitsch berechnet und mit den Scanergebnissen verglichen. Da Geomagic Design X keine direkt editierbaren parametrischen Modelle nach KOMPAS-3D übertragen kann, wurden alle Modellbäume manuell neu aufgebaut, um vollständig editierbare Produktionsmodelle statt importierter "toter" Körper zu erhalten.
Parallel dazu wurde ein vollständiger Satz technischer Berechnungen durchgeführt: statische und dynamische Lasten, Reibmomente, hydrodynamisches Moment sowie Parameter des Sicherheitssystems. Die Berechnungen zeigten, dass der ausgewählte einheimische Antrieb und das Getriebe die Masse der ursprünglichen Auma-Aggregate um das 2,5-Fache überstiegen, sodass ein direkter Ersatz ohne Neukonstruktion des Not-Schließgestänges nicht möglich war. Zusätzlich wurde das Sicherheitssystem mit Hebel, Gegengewicht, Elektromagnet und Dämpfer überprüft, einschließlich einer erforderlichen Haltekraft von 3848 N. Das Automatisierungskonzept wurde anschließend auf Siemens-Komponenten aufgebaut, da Integrationsanforderungen bestanden und lokal keine Stellungsregler verfügbar waren, die dem Siemens SIPART PS2 hinsichtlich Genauigkeit, Reaktionsgeschwindigkeit und Diagnosefunktionen entsprachen.
Ergebnis
Das Projektergebnis war nicht nur ein Zeichnungssatz, sondern eine vollständige ingenieurtechnische Lösung: ein präziser digitaler Zwilling, verifizierte Berechnungen, ein vollständiges Dokumentationspaket und ein Automatisierungskonzept für die weitere Umsetzung.
Verwendete Software: Geomagic Design X, Geomagic Control X, KOMPAS-3D v20, Siemens TIA Portal & WinCC