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Engineering Beschallungssysteme optimieren mit Engineering-Tools der Solidworks-Welt

| Autor / Redakteur: Karl Obermann / Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

Die D&B Audiotechnik GmbH verlässt sich bei der Entwicklung und Konstruktion ihrer Beschallungssysteme auf Engineering-Tools der Solidworks-Welt.

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Die Beschallungssysteme von D&B sorgen z.B. bei einer Open-Air-Silvesterparty in Dubai für den richtigen Ton. CAD-, CAE- und PDM-Tools von Solidworks unterstützen bei der Entwicklung aber auch bei Akustik-Simulationen.
Die Beschallungssysteme von D&B sorgen z.B. bei einer Open-Air-Silvesterparty in Dubai für den richtigen Ton. CAD-, CAE- und PDM-Tools von Solidworks unterstützen bei der Entwicklung aber auch bei Akustik-Simulationen.
(Bild: THE-COOL-BOX Studio/d&b)

Leise oder laut – Klassik oder Heavymetall: Töne gehen direkt „ins Herz“. Nicht zuletzt deswegen wollen diejenigen, welche die Töne „transportieren“, von der Quelle zu den Ohren der Zuhörer, dies so exakt wie möglich tun. Genau in diesem Geschäft ist die D&B Audiotechnik in Backnang bei Stuttgart tätig.

Das Unternehmen bietet hochwertige Beschallungssysteme, die beispielsweise im Konzerthaus in Sydney für den richtigen Ton sorgen oder eine Open-Air-Silvesterparty in Dubai beschallen. Die Schwaben entwickeln und bauen weitgehend alles selbst in Backnang. Da wo Zukaufteile nötig sind, kommen sie in erster Linie von Lieferanten aus der Gegend.

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Lautsprecher, Verstärker, Zubehör und Software gehören bei D&B immer zusammen – so wird die bestmögliche Performance erzeugt. „Wir bieten unseren Kunden, was sie gerne möchten, nämlich die komplette Lösung aus einer Hand für jede Beschallungsaufgabe“, erklärt Bernd Tugendheim, Mitarbeiter im Engineering und verantwortlicher Systembetreuer für die gesamte CAx-Installation bei D&B.

Entwicklung mit Solidworks

Um das hohe Niveau der Systeme nicht nur zu halten, sondern weiter steigern zu können, haben sich die Beschallungsspezialisten in den letzten Jahren umfänglich mit CAx-Tools ausgerüstet. Dabei entschied sich das Unternehmen vor einigen Jahren für die CAD-, CAE- und PDM-Tools von Solidworks. Als Partner wählte D&B die DPS Software GmbH aus Leinfelden-Echterdingen. DPS ist mittlerweile der größte selbständige Solidworks-Reseller in Europa und zudem der größte Sage-Händler in D-A-CH-Bereich mit 450 Mitarbeitern und 30 Niederlassungen. Neben den Produkten von Solidworks hat DPS die CAM-Produkte von Solidcam im Portfolio.

Die anspruchsvolle Gesamtinstallation, die bei D&B realisiert wurde, besteht aus:

  • Solidworks Standard, Professionell und Premium
  • Solidworks Electrical als Schematic- und 3D-Variante
  • Solidworks Simulation, auch als Flow Simulation
  • Solidworks Inspection
  • Solidworks PDM Professional

Das Unternehmen setzt die Software in der Entwicklung ein, aber auch im Bereich Akustik, um z. B. mit Hilfe von Flow-Simulation die verschiedenen Varianten, beispielsweise eines Hornes, virtuell zu testen und zu optimieren.

Durch die Tätigkeit der Lautsprechermembrane wird in den Lautsprechern viel Luft bewegt (angesaugt und ausgestoßen). Das darf keine störenden Nebengeräusche erzeugen. Hierzu bedarf es einer nicht einfachen Innengeometrie, die mit Flow-Simulation immer weiter verbessert wurde und wird.

Optimale Verdrahtung dank Solidworks Electrical

Die Elektroentwicklung nutzt nicht nur Circuitworks, um die elektrische und mechanische Repräsentation einer Leiterkarte transparent zu halten und gegebenenfalls zu optimieren, sondern setzt auch Solidworks Electrical ein. Mit diesem System gelingt es u.a. die Verdrahtungen in den einzelnen Produkten bestmöglich zu gestalten. Geplant ist hier auch der Einsatz von Flow-Simulation, um die Kühlung der Geräte zu simulieren.

In der Geräteentwicklung selbst werden die Pakete Professional und Premium genutzt. Somit hat man auch den Zugang zu verschiedenen Berechnungsmöglichkeiten. Die betriebsnahen Bereiche Arbeitsvorbereitung, Betriebstechnik und Qualitätskontrolle nutzen Solidworks in Standardausführung, um Modelle aus der Konstruktion zu sichten und für ihre Zwecke weiter zu bearbeiten. In der Qualitätskontrolle wird dazu auch noch das Paket Solidworks-Inspection eingesetzt.

Um diese Fülle an Applikationen sicher zu managen, bedarf es eines PDM-Systems: „Ohne PDM würde hier das Chaos ausbrechen“, ist sich Systembetreuer Tugendheim sicher. Das leistet Solidworks PDM Professionel. 10 PDM-Lizenzen sind bereits installiert, eine Aufstockung auf 25 soll folgen.

Mechanische Berechnungen

Um ausreichend Sicherheit bei der Anwendung der Systeme gewährleisten zu können, setzt D&B auf mechanische Berechnungen. Denn die Boxen werden oftmals am Veranstaltungsort aufgehängt. Vorrichtungen dafür sind stark belastet und müssen dennoch absolut sicher sein. Niemand mag sich vorstellen, was passiert, wenn ein tonnenschweres Line-Array-Produkt auf die Bühne oder gar ins Publikum fällt.

Darum betreibt das Unternehmen ein entsprechender Aufwand für die Sicherheit. „Das hat früher bei uns dazu geführt, dass viele mechanische Tests gemacht wurden“, sagt Julius Graap, R&D Mechanics bei D&B. War das Ergebnis nicht zufriedenstellend, musste der Konstrukteur eine Änderung vornehmen, es musste ein neuer Prototyp gebaut werden und dann wurde wieder getestet. „Durch den Einstieg in die virtuelle Welt, CAD und Simulation, ist man nun schneller, versteht sein Produkt besser, auch die inneren Zusammenhänge und die Anzahl der realen Tests sinkt spürbar“, erklärt Graap.

Nichtlineare Spannungsanalysen

Im Solidworks Simulation Premium fanden die Ingenieure alles was sie brauchten, für die lineare mechanische Berechnung, aber auch für die nichtlineare Berechnung. Mit der nichtlinearen Spannungsanalyse können Entwickler Spannungen und Verformungen auch da noch analysieren, wo die lineare Berechnung versagt, z.B. dann, wenn die Werkstücke unter Belastung in den plastischen Bereich kommen.

„Wir kommen in den nichtlinearen Bereich dann, wenn wir Haken und Bolzen für Boxenaufhängungen berechnen. Wird die Last zu stark, beginnen die Haken sich aufzubiegen, und genau da versagt dann die lineare Analyse“, sagt Graap. Mit Unterstützung von DPS ist es gelungen, auch diese nicht ganz einfache Art der Berechnung zu implementieren und zu nutzen.

In Backnang hat man auch die Berechnungsergebnisse mit den Ergebnissen realer Versuche verglichen. Die Übereinstimmung war „sehr hoch“, wie sie sagen.

Bei der Einführung und dem Betrieb der CAx-Landschaft ist D&B intensiv von DPS unterstützt worden: „Hervorragend“, lautet das Urteil von Bernd Tugendheim. „Das fängt schon beim Einkauf an. Als wir uns für Solidworks Electrical interessiert haben, sind die DPS-Mitarbeiter extra hierhergekommen und haben uns das System ausführlich vorgestellt.“ Auch die Schulung wird mit „sehr gut“ bewertet und ebenso die laufende Betreuung, wie u.a. das Beispiel der nichtlinearen Berechnung zeigt.

„Der D&B-Geist ist beflügelt von der Besessenheit, noch bessere Klangqualitäten zu erzeugen“, heißt es in einem Prospekt des Hauses. Die Engineering-Tools unterstützen nun dabei.

* Karl Obermann ist freier Journalist

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