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Sadiq Ali Basha G, Deputy Manager für Comfort and Driving Assistance Systems bei Valeo India, dem F&E-Zentrum des Automobilzulieferers Valeo, wollte die Leistung von Systemen kontrollieren, die üblicherweise als variationsunempfindlich gelten, mithilfe fortschrittlicher GD&T- und Toleranzanalyse-Techniken. Das Top Column Module (TCM), der Abschnitt der Lenksäule hinter dem Lenkrad, vereint Richtungsschalter, Hebel, Drehringe und Wippschalter – die allesamt auf sehr engem Raum untergebracht werden müssen.
Bei so vielen Bedienelementen auf engstem Raum wird Variation zum entscheidenden Faktor im fertigen Bauteil: Jeder Schalter, Hebel und Ring muss sicher auf dem richtigen Kontaktpad landen, damit seine Funktion ausgelöst wird.
Die gleiche Disziplin musste auch für das Heads-Up Display (HUD) gelten, bei dem ein Imager auf einen Reflektor und von dort auf die Windschutzscheibe projiziert. Schon kleine Winkeländerungen am Projektor oder Reflektor verschieben oder verzerren das Bild. Das optische Team musste daher sicherstellen, dass die Projektion bei optimaler Auflösung innerhalb der Best-Fit-Zone bleibt, ohne jeglichen Pixelverlust.
3DCS Variation Analyst ermöglichte es Valeo, vorausschauende Baugruppenanalysen durchzuführen, jede wahrscheinliche Konfiguration zu simulieren und Bedingungen zu identifizieren, unter denen Sicherheitsanforderungen nicht erfüllt waren, um anschließend das Kontaktpad-Design so zu optimieren, dass die Konstruktionsregel für alle Konfigurationen erfüllt wird.
Hebel, Ringdrehungen und Wippschalter wurden in jeder Position und für Kombinationen von Betätigungen simuliert, sodass die iterative Kontrolle der Variation die einwandfreie Funktion jedes Bedienelements über seinen gesamten Bewegungsbereich sicherstellte.
Es wurde eine wiederholbare Methode definiert, um die Kontaktsicherheit von TCMs trotz ihrer komplexen mechanischen Architektur zu simulieren.
Jede wahrscheinliche Konfiguration wurde bewertet, um die Bedingungen zu identifizieren, unter denen Sicherheitsanforderungen nicht erfüllt waren.
Simulationsergebnisse trieben die Optimierung der Kontaktpads voran und halfen, die Konstruktionsregel über alle Konfigurationen hinweg zu erfüllen.
3DCS-Ergebnisse flossen in das Design der Projektionskammer durch das optische Team ein und garantierten die Strahlprojektion, während Pixelverlust durch Variation des optischen Kegels verhindert wurde.
Der Ansatz wurde über die Lenksäule hinaus auf das HUD ausgeweitet, das eine zusammengesetzte räumliche Toleranzanalyse erfordert.
Es wurden Leitlinien für die Modellierung komplexer Verbindungen wie Stößel-auf-3D-Rampen-Kontakte und verformbare Kontaktwischer erstellt.
Valeo etablierte zunächst einen robusten Ansatz zur Kontaktsicherheitssimulation für TCMs mit ihrer komplexen mechanischen Architektur und weitete ihn dann auf andere Produkte wie das Heads-Up Display aus, das eine zusammengesetzte räumliche Toleranzanalyse erfordert. Die 3DCS-Simulationsergebnisse wurden dem optischen Team als Grundlage für die Konstruktion der kritischen Bauteile der Projektionskammer übergeben, einschließlich maximaler Verschiebungen und Verkippungen.
Da Valeo seine Produkte bei extremen Temperaturen (-40 °C bis +80 °C) testen muss, besteht das nächste Ziel des Teams darin, thermische Effekte in die Variationsanalyse einzubeziehen: eine natürliche Erweiterung ihrer Praxis von digitalem Zwilling und Simulation mit 3DCS.
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