U bent hier

Het ontwikkelingsproces van een designkraan

De Demag V-ligger kan met de Red Dot Award: Product Design 2015 reeds de tweede designprijs bijtekenen. Hoe het ontwikkelingsproces verliep en welke verrassing op het eind voor de ontwikkelaar wachtte, vertelt Andreas Hambrock, de directeur van de Business Line Universal Cranes van Terex Material Handling.

De heer Hambrock, u heeft de ontwikkeling van de nieuwe kraan begeleid. Hoe is het idee überhaupt tot stand gekomen?

Andreas Hambrock: We innoveren voortdurend de ‘blauwe’ kraancomponenten: bijvoorbeeld de takel of de motor met aandrijving. Wij vroegen ons af: waar liggen er nog compleet nieuwe verbeterpunten? En zo kwamen we op de ‘gele’ kraandrager. Met de nieuwste kennis en technologieën is de gehele staalconstructie geanalyseerd. 

Wat zette u aan om de kraanligger te verbeteren?

Hambrock: De basis van de overwegingen waren de technische eisen die de klant stelt aan zijn handelingsproces. Eisen zoals verbeterde torsiestijfheid, stabiliteit en minder trillingen, met daardoor een verhoogde verwerkingscapaciteit. Daaruit ontwikkelden wij verschillende concepten, die ons ontwikkelingsteam individueel heeft geanalyseerd en beoordeeld.
Niet elk innovatief concept laat immers massaproductie toe. We moeten tenslotte ook over de productiemogelijkheden – in het bijzonder bij onze leveranciers – nadenken.
We hebben eerst een veelbelovende aanpak gevonden, als we nou een traditionele kokerligger kraan onderwerpen aan een spanningsanalyse met een verfijnde Eindige-Element-Methode (e.e.m.).

Wat bleek er uit deze spanningsanalyse?

Hambrock: Er werd geconstateerd, dat de platen van de kokerliggers in bepaalde gebieden aan geen of zeer weinig spanning werden blootgesteld. Deze kennis inspireerde ons, om een blik in de natuur te werpen en een bionisch-model te volgen: bij het bottenstelsel is dit bijvoorbeeld een honinggraatachtige structuur, om zo optimale stabiliteit te waarborgen. Hier wordt alleen materiaal gebruikt waar nodig. Zo ontstonden de eerste overwegingen voor de nieuwe V-ligger.

Hoe beïnvloedt de nieuwe opbouw van de kraanligger de spanningsverdeling?

Hambrock: Een macroanalyse toonde dat de knooppunten onder verhoogde spanning stonden. Om de krachten beter te verdelen, installeerden we speciaal gevormde en gekante platen. Deze worden met moderne laser- plasmasnijdtechnieken gevormd. Ook werden de stutten op de knooppunten versmald en verstijft. De taps toelopende membranen tussen de stutten, nemen op de punten waar de krachten het hoogst zijn de druk en trekkrachten op en geven ze door in een gedefinieerde richting. De membranen zijn met een speciale steekverbinding gemonteerd. De Demag V-ligger combineert de nieuwste productie- en verwerkingstechnologieën, waar we patentrecht op hebben.

Vervulde dit nieuwe design ook alle eisen?

Hambrock: Dat moest het eenmaal bewijzen. Daarom testten wij het design niet alleen tijdens een theoretische simulatie, maar ook door middel van een prototype met een markt conforme lengte van de kraanligger. Ter vergelijking gebruiken we een kraan met kokerligger van gelijke lengte en draagvermogen. Zo kunnen wij aantonen dat de Demag V-ligger minder weegt dan een gelijksoortige kokerligger. Daaruit volgde dat een gebruiksklare V-ligger kraan 17% lichter is. Vandaag de dag weten we dat er in sommige situaties een besparing van 25% mogelijk is.

Maar het gewicht was niet het enige wat u getest heeft.

Hambrock: We vergeleken beide kraansystemen – kokerligger en V-ligger – ook om de trillingen van de kraan te testen. We beoordeelden bij een lastwisseling de verticale en horizontale amplitude uitslag tot dat de kraan volledig tot rust was gekomen. Daaruit bleek dat het nieuwe ontwerp een dempende werking heeft en de amplitude uitslagen met 30% vermindert.
Van het nieuwe ontwerp werd verwacht dat hij de standaard levensduur van een kokerligger, 250.000 lastwisselingen zou overschrijden. Maar na zelfs 500.000 lastwisselingen met een marktgebruikelijke last vertoonde de Demag V-ligger geen vorm van metaalmoeheid.

Waren de testen daarmee afgerond?

Hambrock: Om deze voordelen ook op praktisch vlak te bewijzen, selecteerden we een aantal klantgroepen uit verschillende branches en plaatsten wij bij hun een prototype. We hebben samen met onze klanten onder realistische omstandigheden getest. We beoordeelden de resultaten en vergeleken deze met de identiek geïnstalleerde kokerligger kranen. De resultaten kwamen honderd procent overeen met de laboratoriumtesten. Maar daarmee waren we nog niet klaar: veel teams op verschillende locaties staken nog een jaar lang deskundigheid, passie en innovatieve ideeën in de Demag V-ligger, om hem productieklaar te maken. Kort voor het einde, was er nog een verrassing.

En dat was?

Hambrock: We hadden de V-kraan als enkelligger kraan ontwikkeld. Een teamlid kwam op het idee,
om de toepasbaarheid op het gehele assortiment van universele kranen te analyseren. Het werd al snel duidelijk, dat het gebruik van een V-ligger ook voor andere kraantypen, zoals hangkranen, wandconsolekranen, portaalkranen en dubbelligger kranen een meerwaarde voor de klant kan bieden. De gepatenteerde V-ligger kan gemakkelijk worden overgenomen op een dubbelligger kraan. Daarom kunnen we al halverwege het jaar een soortgelijke dubbelligger variant in de markt zetten. En wij zijn ervan overtuigd, dat dit ook een groot succes wordt. Immers zijn er al tal van Demag V-liggers in enkelligger variant in gebruik. Daarnaast heeft de Demag V-kraan al twee design awards gewonnen.

Bron: www.industriemagazin.at/a/der-entwicklungsprozess-eines-design-krans

Nieuws