Simulation als Schlüssel zur Systemkompetenz bei Pankl Racing Systems

Motorsport-DNA und die Rolle der Simulation

Bei Pankl Racing System steckt der Motorrennsport nicht nur im Namen, sondern ist auch ein integraler Bestandteil der Firmen-DNA. Gegründet wurde das Unternehmen vor 40 Jahren als Motorsport-Zulieferer, wobei sich das Betätigungsfeld mittlerweile deutlich erweitert hat. Mit Blick auf die Produktentwicklung ist der Motorsport ein sehr spezielles Umfeld, denn er erfordert Innovation auf höchstem Niveau in kürzester Zeit.

Auch wenn es die Fahrer sind, die ihre Boliden mit Geschick und Mut bis zur Zielflagge manövrieren müssen, so bleibt das Siegerpodest auch für die kühnsten Lenkradartisten in weiter Ferne, wenn es die Ingenieure nicht schaffen, ihnen das bestmögliche Fahrzeug zur Verfügung zu stellen.

Ein erfolgreicher Zulieferer muss direkt, schnell und effizient auf die Bedürfnisse der Kunden eingehen können. Das setzt wirkliche Flexibilität, Kreativität und Offenheit voraus. „Das bedeutet auch, dass die neuesten technologischen Tools, die zur Verfügung stehen, genutzt werden“, berichtet Lukas Wartner. „Bei uns stehen die Simulationstools von Ansys da natürlich ganz weit oben auf der Liste.“

Die Ansys-Software ist bei Pankl schon seit über 30 Jahren erfolgreich im Einsatz, denn die Simulation spielte sehr schnell eine Hauptrolle in der Produktentwicklung. Das ist heute immer noch so, wobei die Bedeutung und die Einsatzfelder immens gewachsen sind. „Simulation unterstützt die Entwicklung mit ihren vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten sehr effizient und treibt sie kreativ und schnell voran“, betont Lukas Wartner.

Ein Fund aus der Büroinventur: Berechnungsergebnisse mit Ansys 4.4 aus dem Jahr 1992 dokumentieren die mittlerweile mehr als drei Jahrzehnte währende Zusammenarbeit von Pankl, CADFEM und Ansys Simulationstools. | © Rankl Racing Systems GmbH

Simulation wird in vielen Anwendungsbereichen eingesetzt

Heute ist Pankl Racing Systems mit seinen Simulationsanwendungen breit aufgestellt. Den Kernbereich bildet nach wie vor die Finite-Elemente-Methode (FEM) für die strukturmechanische Simulation. Pankl entwickelt, fertigt und liefert Bauteile für die verschiedensten Bereiche im Automobilbau – mittlerweile aber auch für die Luftfahrt. Oft handelt es sich dabei um sehr hochbelastete Bauteile, die in der Regel aus metallischen Werkstoffen gefertigt werden.

Bei ihrer täglichen Arbeit blicken die Pankl-Ingenieure aber nicht nur auf das einzelne Bauteil, das entwickelt werden soll, sondern auch immer darüber hinaus. Sie studieren beispielsweise die Einbausituation, in der das entsprechende Bauteil problemlos unter hoher Belastung auf Dauer funktionieren muss.

Lukas Wartner (Pankl) im Gespräch | © CADFEM Germany GmbH

Deshalb werden auch Simulationen im Bereich der Mehrkörperdynamik (MKS) durchgeführt. „In ständig komplexer werdenden Systemen müssen wir genau verstehen, welche Belastungssituationen überhaupt vorliegen“, erläutert Lukas Wartner. „Mit MKS erkennen wir, für welche konkrete Art von Systembelastungen wir das einzelne Bauteil auslegen müssen.“ Gleiches gilt natürlich auch für die thermischen Belastungen. Sie werden ebenfalls anhand von Simulationen erfasst und fließen in die Auslegung der Bauteile ein.

Auch in Richtung Strömungsanalyse mit CFD wurde bei Pankl Know-how aufgebaut. Damit kann zusätzlich analysiert werden, was um die Bauteile rundherum passiert. Ein Beispiel sind die verschiedenen Einflüsse der unterschiedlichen Medien im Verbrennungsmotor, die alle auf das auszulegende Bauteil einwirken.

Integration der Simulation in den gesamten Produktentwicklungsprozess

Pankl Racing Systems präsentiert sich für seine Kunden als Entwicklungspartner mit Systemkompetenz. „Wir sehen uns nicht als einfachen Auftragsfertiger“, so Lukas Wartner, „das ist uns ganz wichtig und dementsprechend sind wir beim Engineering in den unterschiedlichsten Bereichen sehr gut aufgestellt. Als Simulationsexperten stecken wir tief in den Entwicklungsprozessen drin, wobei der gesamte Produktentstehungszyklus unser Metier ist.“

Das beginnt schon beim Projekt-Kickoff. Dort sitzen die Pankl-Ingenieure mit am Tisch, um Ressourcen zu definieren und zu planen. In der anschließenden Designphase, dem Kernbereich der Simulationsspezialisten, entstehen die Formen des Bauteils und Fertigungsverfahren werden festgelegt. Dann folgt die Auswahl der Werkstoffe sowie die Definition der Gewichtsanforderungen, der Steifigkeitsmerkmale und auch der Ziellebensdauer.

Ist die grundlegende Entwicklung geschafft, beginnen die Optimierungsschleifen. Da sind die Simulationsingenieure gefragt, um an den entscheidenden Stellen noch weitere Prozentpunkte an Verbesserungspotential rauszuholen.

„In der dann folgenden Erprobungsphase wird es besonders spannend, egal ob Fahrwerks- oder Motorkomponente, egal ob bei uns auf den Prüfständen oder direkt beim Kunden im Fahrzeug“, berichtet Lukas Wartner. „Jetzt zeigt sich, ob wir gut gearbeitet haben. Jetzt können wir unsere Simulationen verifizieren und bekommen das notwendige Feedback, wie die Simulationen eventuell noch zu verbessern sind.“ Auch bezüglich der Materialeigenschaften werden die erprobten Bauteile auf Verschleiß und sonstige Veränderungen überprüft, um vielleicht noch vorhandenes Verbesserungspotenzial zu erkennen. Gleiches gilt natürlich auch für eventuelle Schadensanalysen. 

Partnerschaft mit CADFEM und Ansys zahlt sich aus

Aber nicht nur Pankl Racing Systems selbst will ein Entwicklungspartner mit Systemkompetenz sein. Gleiches wünscht sich das ambitionierte Unternehmen auch von seinen engen Partnern. „CADFEM ist wirklich ein gutes Beispiel dafür, welche Entwicklungspartner wir uns wünschen“, erklärt Lukas Wartner. „CADFEM versteht sich nicht nur als reiner Softwarelieferant oder als Consultingbüro, sondern ist mit seinem gesamten Know-how und seiner Ingenieurkompetenz in der Lage, uns als Kunden zu befähigen, die herausfordernden Aufgaben, die wir übernommen haben, zu meistern.“

Pankl Racing Systems ist in einer besonders herausfordernden wirtschaftlichen Nische unterwegs und setzt auf zuverlässige Partner wie CADFEM. Die Zusammenarbeit funktioniert seit Jahrzehnten und hat sich bewährt. Solche Partnerschaften sind notwendig, weil Pankl ein breites Anwendungsfeld auf hohem Niveau bespielt. Außerdem sind solche Partnerschaften wichtig, um dem Anspruch gerecht zu werden, das Pankl-Know-how kontinuierlich auszubauen. Mit dem Know-how-Transfer erwerben die Pankl-Mitarbeiter immer neue Fertigkeiten, damit sie die erforderlichen Entwicklungen für ihre Kunden eigenständig umsetzen können.

Schauen Sie sich das Interview mit Lukas Wartner (Head of Simulation, Pankl) an: