Zum Kopfnicken werden wir nicht engagiert

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Beate Vogt
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1 Zum Kopfnicken werden wir nicht engagiert konsequente radikale Denkarbeit bei der Entwicklung neuer Produkte Jörg Evertz, Dipl.-Ing. Produktentwicklung bei Tribecraft ERFA Vereinigung Zürich tribecraft ag, binzstrasse 7, 8045 zürich 1

2 Vortrag Inhaltsverzeichnis Kompetenzbereiche Tribecraft Konzeption Design Engineering Beispiele Brennstoffzellen-Projekte Verspannsystem D.bow für Brennstoffzellen Fahrzeug PAC-car II mit der ETH-Zürich Produktentwicklung bei Tribecraft ERFA Vereinigung Zürich tribecraft ag, binzstrasse 7, 8045 zürich 2

3 produktentwicklung: i k o n z e p t i o n d e s i g n i e n g i n e e r i n g i Tribecraft ist der Partner für das Neue. Wir sind ein interdisziplinäres Team von Spezialisten für verschiedenste Bereiche der Produktentwicklung. Ausgehend von einem gesamtheitlichen Ansatz erarbeiten wir zielgerichtet Lösungen während des gesamten Prozesses, von der Analyse bis zur Serienumsetzung. PRODUKTENTWICKLUNGSPROZESS ANSTOSS PROJEKTSTART PRODUKTIDEE MLP UMSETZUNG KONZEPTION IDEENGENERIERUNG t r e i b k r a f t Fokus auf frühe Phasen gesamtheitliche Denkweise Lösungen für jeden Prozessabschnitt spartenübergreifende Kompetenzen Produktentwicklung bei Tribecraft ERFA Vereinigung Zürich tribecraft ag, binzstrasse 7, 8045 zürich 3

4 k o n z e p t i o n Benutzungs- + Umfeldanalyse Konkurrenzproduktanalyse Ideengenerierung / Produktvision Lösungsfindung Kreativitätsmethoden / Moderation Produktentwicklung bei Tribecraft ERFA Vereinigung Zürich tribecraft ag, binzstrasse 7, 8045 zürich 4

5 d e s i g n Industrial-/ Produkt Design Corporate Design Entwicklung Interaction-/ Interface design Produktgrafik Marktauftritt / Design Management Produktentwicklung bei Tribecraft ERFA Vereinigung Zürich tribecraft ag, binzstrasse 7, 8045 zürich 5

6 e n g i n e e r i n g Strukturberechnungen [FEM] Prototypenbau + Testvorrichtungen Konstruktion + Produktpflege vollparametrisches CAD Modelling Serieumsetzung/Fertigungssupport Produktentwicklung bei Tribecraft ERFA Vereinigung Zürich tribecraft ag, binzstrasse 7, 8045 zürich 6

7 Produktentwicklung bei Tribecraft ERFA Vereinigung Zürich tribecraft ag, binzstrasse 7, 8045 zürich 7

8 Brennstoffzellen im Vergleich Eine Brennstoffzelle nutzt chemische Prozesse zur Stromproduktion. Beispiel Wasserstoff und Luft Strom und Abwärme Die Physik formuliert theoretisch erreichbare Wirkungsgrade für alle Arten von Energiewandlern. Schiffdiesel bis ca. 50% Autodiesel bis ca. 40% Brennstoffzelle ca. 60%-70% Involvierte Disziplinen: Elektrochemie Regelungstechnik/Elektronik Quelle: TU Berlin Bisher wenig Aktivität in Mechanik/Maschinenbau Hier bieten sich gute Einstiegschancen Power Pac 1kW Produktentwicklung bei Tribecraft ERFA Vereinigung Zürich tribecraft ag, binzstrasse 7, 8045 zürich 8

9 Brennstoffzellenstapel mechanische Aspekte Medienzufuhr H2 O2 H2O Ein Brennstoffzellenstapel muss mit hoher Kraft zusammengedrückt werden damit: der elektrische Widerstand klein ist kein Gas entweichen kann und bei Beschleunigungen keine Verschiebungen auftreten. Bipolarplatten aus Graphit Die Kraft liegt je nach Anwendung bei 2 bis 8 to und muss zudem gleichmässig verteilt sein. Endplatte Zuganker Brennstoffzellenstapel Produktentwicklung bei Tribecraft ERFA Vereinigung Zürich tribecraft ag, binzstrasse 7, 8045 zürich 9

10 Brennstoffzellenstapel mechanische Aspekte Medienzufuhr H2 O2 H2O Ein Brennstoffzellenstapel muss mit hoher Kraft zusammengedrückt werden damit: der elektrische Widerstand klein ist kein Gas entweichen kann und bei Beschleunigungen keine Verschiebungen auftreten. Bipolarplatten aus Graphit Die Kraft liegt je nach Anwendung bei 2 bis 8 to und muss zudem gleichmässig verteilt sein. Endplatte Zuganker Endplatte als zentrales mechanisches Element Brennstoffzellenstapel Produktentwicklung bei Tribecraft ERFA Vereinigung Zürich tribecraft ag, binzstrasse 7, 8045 zürich 10

11 Endplatte 1. Versuch: massive Endplatte In den Brennstoffzellenlabors werden häufig massive Platten eingesetzt, welche eine deutliche Verformung aufweisen. Der Fokus liegt auf der Elektrochemie, nicht auf einem Serienprodukt. unbelastet belastet ungleichmässige Druckverteilung?? Produktentwicklung bei Tribecraft ERFA Vereinigung Zürich tribecraft ag, binzstrasse 7, 8045 zürich 11

12 Endplatte 2. Versuch: Vorbiegung der Unterseite Die Unterseite wird so gefertigt, dass sie vorgebogen ist. Im montierten Zustand biegt sich die Platte eben und die Last wird gleichmässig in den Stapel eingeleitet. unbelastet belastet gleichmässige Druckverteilung! aber: hohe Masse Produktentwicklung bei Tribecraft ERFA Vereinigung Zürich tribecraft ag, binzstrasse 7, 8045 zürich 12

13 Verspannsystem 3. Versuch: Druckschild Vorbild Staumauer Druckschild sehr stabil bei wenig Einsatz von Beton Nutzung für unsere Endplatte Widerlager (seitliches Bergmassiv) wird durch einen Zuggurt ersetzt sehr leicht sehr kostengünstig Zuggurt Produkt D.bow, eigenes Patent Druckschild Produktentwicklung bei Tribecraft ERFA Vereinigung Zürich tribecraft ag, binzstrasse 7, 8045 zürich 13

14 Produktentwicklung bei Tribecraft ERFA Vereinigung Zürich tribecraft ag, binzstrasse 7, 8045 zürich 14

15 projekt PAC-car II Shell Eco Marathon Jedes Jahr findet der Shell Eco Marathon statt. Eine Plattform, wo Teams aus der ganzen Welt sich der Herausforderung stellen, eine Strecke von 30km in 1h zu absolvieren und dabei minimal Energie zu verbrauchen Rennstrecken befinden sich in Frankreich, Grossbritannien und Finnland Quelle: Shell Energieträger sind Im Jahr 2005 hat die ETH-Zürich teilgenommen und gewonnen. Tribecraft war einer der Projektpartner Benzin Diesel Gas und Wasserstoff Produktentwicklung bei Tribecraft ERFA Vereinigung Zürich tribecraft ag, binzstrasse 7, 8045 zürich 15

16 projekt PAC-car II Weltweit erster Eco-Marathon Woodriver USA, 1939 Das damalige Siegerfahrzeug hatte einen Verbrauch von revolutionären: 4.7 l/100km oder umgekehrt: 21 km/l Produktentwicklung bei Tribecraft ERFA Vereinigung Zürich tribecraft ag, binzstrasse 7, 8045 zürich 16

17 projekt PAC-car II Entwicklung des Weltrekords bis heute 6000 Benzin 2005: PAC-car II Diesel 5000 Gas Wasserstoff : Team : Remmi V 1976: Remmi I Produktentwicklung bei Tribecraft ERFA Vereinigung Zürich tribecraft ag, binzstrasse 7, 8045 zürich 17

18 projekt PAC-car II Stausee Gigerwald Produktentwicklung bei Tribecraft ERFA Vereinigung Zürich tribecraft ag, binzstrasse 7, 8045 zürich 18

19 projekt PAC-car II Brennstoffzellenstapel D.bow Verspannsystem: 850 Gramm Produktentwicklung bei Tribecraft ERFA Vereinigung Zürich tribecraft ag, binzstrasse 7, 8045 zürich 19

20 projekt PAC-car II Freiformmodellierung Produktentwicklung bei Tribecraft ERFA Vereinigung Zürich tribecraft ag, binzstrasse 7, 8045 zürich 20

21 projekt PAC-car II Rekordfahrzeug Das effizienteste Motor-Fahrzeug der Welt kommt mit der Menge Wasserstoff, die 1 Liter Benzin entspricht 5385 km weit! Das an der ETH-Zürich entstandene PAC-car II fährt mit Brennstoffzelle (Pile A Combustible=PAC). Mit über 1000km Vorsprung gegenüber mehr als 200 Konkurrenten wurde in Ladoux (F) ein neuer Weltrekord aufgestellt. Als Industriepartner konnten wir von Beginn an unsere Erfahrungen in den Bereichen Konzeption, Design und Engineering einbringen. Transportation Design Concept Graphic & Corporate Design Free-Form Modeling D.bow Endplatten Technologie Studentenbetreuung Produktentwicklung bei Tribecraft ERFA Vereinigung Zürich tribecraft ag, binzstrasse 7, 8045 zürich 21

22 projekt PAC-car II Fahrzeugform Produktentwicklung bei Tribecraft ERFA Vereinigung Zürich tribecraft ag, binzstrasse 7, 8045 zürich 22

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