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Abstract: Duplex steels are used for applications that require high strength and ductility combined with good corrosion resistance. An economical welding technology to handle these steels is achieved by combining the MIG and TIG arc processes. The aim is to improve welding speed and quality by utilizing a TIG-MIG hybrid welding process to join 1.4462 duplex steel with a thickness of 2 mm. The interaction between the two arcs, caused by the blowing effect, is an enormous challenge that can be counteracted with a defined torch position and current modulation. For this purpose, a variation of the MIG (pulsed and AC pulsed arc) and TIG process (AC and pulsed DC) took place. The influence of electrical parameters on process stability and material transfer was investigated. For analysis, an evaluation of high-speed recordings (5000 frames per second) and synchronized measured current/voltage curves (200 kHz) is carried out. Based on a number of selected specimens, a welding procedure test according to ISO 15614-1 is performed to determine the welding seam quality. The test includes the characterization by tensile and hardness testing and macroscopic and microscopic examination. Additionally, the specimens are examined according to ISO 5817.
Model predictive control (MPC) is a promising approach to the lateral and longitudinal control of autonomous vehicles. However, the parameterization of the MPC with respect to high-level requirements such as passenger comfort, as well as lateral and longitudinal tracking, is challenging. Numerous tuning parameters and conflicting requirements need to be considered. In this paper, we formulate the MPC tuning task as a multi-objective optimization problem. Its solution is demanding for two reasons: First, MPC-parameterizations are evaluated in a computationally expensive simulation environment. As a result, the optimization algorithm needs to be as sample-efficient as possible. Second, for some poor parameterizations, the simulation cannot be completed; therefore, useful objective function values are not available (for instance, learning with crash constraints). In this work, we compare the sample efficiency of multi-objective particle swarm optimization (MOPSO), a genetic algorithm (NSGA-II), and multiple versions of Bayesian optimization (BO). We extend BO by introducing an adaptive batch size to limit the computational overhead. In addition, we devise a method to deal with crash constraints. The results show that BO works best for a small budget, NSGA-II is best for medium budgets, and none of the evaluated optimizers are superior to random search for large budgets. Both proposed BO extensions are, therefore, shown to be beneficial.
Dynamically loaded structures made of thermoplastic polymers have been extensively exploited in several demanding industries. Due to the viscoelastic and thermal properties of thermoplastic polymers, self-heating is generally inevitable, especially during dynamic deformations at high frequencies. Therefore, the thermoplastic polyether ether ketone (PEEK), with its high temperature resistance and high specific strength, is a particularly ideal candidate for dynamically loaded applications. Using scanning laser Doppler vibrometry and infrared thermography, an experimental study of the vibration characteristics and the vibration-induced heating of flat-sheet PEEK specimens was carried out. The specimens were base-excited by means of a piezoelectric actuator at high frequencies in the range between 1 and 16 kHz. As a result, a maximum temperature rise of approximately 6.4 K was detected for the highest investigated excitation. A high correlation between the spatial distribution of the velocity along the beam’s axial direction and the resulting temperature increase was measured. To summarize, the occurring self-heating of PEEK due to the dissipation of vibrational energy has to be critically considered for dynamically loaded structural applications, especially areas with high displacement amplitudes, such as antinodes, which yield the highest temperature increase.
This master's thesis focuses on developing a robust framework for co-simulating microscopic traffic scenarios and vehicle dynamics, leveraging the capabilities of SUMO and CARLA. The essence of this research lies in its meticulous analysis of existing simulation tools, leading to identifying the most effective co-simulation strategies and intercommunication methods. A comparative study elucidates the strengths and limitations of these methodologies, guiding the selection of an optimal approach.
Central to the methodology is a thorough understanding and application of SUMO and CARLA, enhanced by the strategic implementation of intercommunication methods. The detailed integration of these tools and the introduction of test automation significantly boost simulation efficacy. The framework's reliability and accuracy are rigorously validated through well-defined procedures and metrics, ensuring fidelity in simulation results.
Key to this research is the design of experimental scenarios that reflect real-world traffic conditions underpinned by carefully chosen simulation parameters. These scenarios are pivotal in validating the co-simulation framework's performance, supplemented by a performance cost analysis focusing on processing efficiency. The thesis culminates with a critical discussion of the findings, addressing the research objectives and posing solutions to identified challenges. Potential areas for future enhancements are explored, highlighting the framework's limitations.
In conclusion, this thesis contributes significantly to the field of traffic simulation for autonomous driving technologies. It presents a comprehensive co-simulation framework, offering researchers and engineers a sophisticated tool for advanced testing and validation. The insights and recommendations provided are instrumental for ongoing research and development in this rapidly evolving domain.
Diese Arbeit konzentriert sich auf die Entwicklung eines integrierbaren Niederdruckspülkreises im Hochdruckprüfkreis zur initialen Spülung von Axialkolbeneinheiten auf einem Pumpenprüfstand. Der Fokus liegt dabei auf der allgemeinen Thematik der Spülkreise, wobei
besondere Aufmerksamkeit den spezifischen Anforderungen bei der Auslegung dieser Kreise gewidmet wird. Ein zentraler Aspekt dieser Arbeit betrifft die Hydraulikfilter, die als entscheidende Komponenten in einem Spülkreis betrachtet werden. Daher nehmen die
Hydraulikfilter einen umfassenden Teil dieser Forschungsarbeit ein.
Um die Integration in den Hochdruckprüfkreis zu ermöglichen, wurde intensiv an der Konstruktion von Hydrauliksteuerblöcken gearbeitet, wobei auch die Verschaltung und Integration von Logik-Elementen thematisiert wurde. Im Verlauf dieser Arbeit wurde durch Spülversuche zudem eine auf die Nenngröße einer Axialkolbeneinheit bezogene Mindestspüldauer ermittelt. Eine Wirtschaftlichkeitsprüfung wurde ebenfalls durchgeführt, um die entstehende Prüfzeitverlängerung durch den Spülprozess mit den bisherigen, durch Verschmutzung bedingten Stillstandszeiten zu vergleichen.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Verwendbarkeit von differentiellen globalen Satellitennavigationssystemen (DGNSS) und Echtzeitkinematik (RTK) in der Unfallanalytik. Dazu wurden zwei Messsysteme in Hinblick auf ihre Genauigkeit der Positions-, Geschwindigkeits-, und Fahrtrichtungsdaten untersucht. Eines der Messsysteme verfügte über einen herkömmlichen GNSS-Empfänger, während das Zweite mit einem DGNSS und RTK-Empfänger ausgestattet war. Im Anschluss an eine theoretische Einführung in das Thema der Satellitennavigation und einer Marktanalyse wurden verschiedene Fahrversuche durchgeführt, die sich an den Anforderungen der Unfallanalytik orientierten. Dabei wurde die Messgenauigkeit der Systeme unter günstigen und ungünstigen Bedingungen in Bezug auf die Satellitensignalverfügbarkeit getestet.
Nach der Auswertung der Versuche und der Fehlerbetrachtung wurde im Fazit ein Überblick über die Ergebnisse sowie ein Ausblick über weiteres Forschungspotential gegeben.
In this work, a new method for selecting suitable materials is presented. This method has a high potential for a variety of engineering applications, such as the design of sound-absorbing and vibration-loaded structures, where a large number of different requirements have to be met. The method is based on the derivation of functional dependencies of selected material parameters. These dependencies can be used in parameter studies to consider parameter combinations that lie in the range of real existing and targeted material groups. This allows the parameter space to be reduced, the calculation to be accelerated, and suitable materials to be (pre-)selected for the respective application, which contributes to a more target-oriented design. The method is applied to the example of a plate resonator. For this purpose, a semi-analytical model is implemented to calculate the transmission loss as well as the reflected and dissipated sound power of plate silencers, taking into account the influence of flow velocity and fluid temperature on the performance of plate silencers.
Analysis of a Film Forming Process through Coupled Image Correlation and Infrared Thermography
(2022)
The aim of the present investigation was to determine the dependence of the material and process parameters of the bending process of thermoplastic films. In this context, parameter combinations leading to high resulting forming ratios were identified. To measure the relevant parameters within the hot bending process, a coupled evaluation of infrared thermography (IRT) and deformation measurement using digital image correlation (DIC) was performed. The coupled measurement enables the identification of the actual mechanically stressed bending area of the film as a result of the bending process. This allows for the specification of the local forming temperatures required for the desired forming ratios. Furthermore, the mechanical and thermal strain along the defined measuring sections and their deviation in individual tests as well as the effect of thermal strain on process control on a larger scale were determined. Based on the results, a process window was defined for the film materials investigated, which will serve as a starting point for future efforts to develop a continuous manufacturing process.
The removal of bacterial infections within the root canal system is still a challenge. Therefore, the cleansing effect of established and new irrigation-protocols (IP) containing silver diamine fluoride (SDF) 3.8% on the whole root canal system was analyzed using quantitative PCR (qPCR) and 4′,6-diamidino-phenylindole-(DAPI)-staining. Extracted human premolars were instrumented up to F2 (ProTaper Gold) under NaCl 0.9% irrigation and incubated with Enterococcus faecalis for 42 days. Subsequently, different ultrasonically agitated IP were applied to the roots: control (no irrigation), 1. NaOCl 3%, EDTA 20%, CHX 2%, 2. NaOCl 3%, EDTA 20%, 3. NaOCl 3%, EDTA 20%, SDF 3.8%, 4. SDF 3.8%, and 5. NaCl 0.9%. One half of the root was investigated fluorescent-microscopically with DAPI. The other half was grinded in a cryogenic mill and the bacterial DNA was quantified with qPCR. The qPCR results showed a statistically significant reduction of bacteria after the application of IP 1, 2, and 3 compared to the control group. While IP 4 lead to a bacterial reduction which was not significant, IP 5 showed no reduction. These data corresponded with DAPI staining. With qPCR a new molecular-biological method for the investigation of the complete root canal system was implemented. The novel IP 3 had an equally good cleansing effect as the already established IP.
The aim of this study was to investigate the antimicrobial efficacy of different disinfection protocols in a novel Enterococcus faecalis biofilm model based on a visualization method and to evaluate the potential alteration of dentinal surface. A total of 120 extracted human premolars were allocated to 6 groups with different irrigation protocols. The assessment of the effectiveness of each protocol and the alteration of dentinal surface were visualized by using SEM and fluorescence microscopy (DAPI). A dense E. faecalis biofilm with a penetration depth of 289 μm (medial part of the root canal) and 93 μm (apical part) validated that the biofilm model had been successfully implemented. A significant difference between the 3% NaOCl groups and all the other groups in both observed parts of the root canal (p < 0.05) was detected. However, the SEM analysis revealed that the dentinal surface in the 3% NaOCl groups was severely altered. The established biofilm model and the visualization method based on DAPI are appropriate for bacterial quantification and evaluation of the depth effect of different disinfection protocols in the root canal system. The combination of 3% NaOCl with 20% EDTA or MTAD with PUI allows the decontamination of deeper dentine zones within the root canal but simultaneously alters the dentinal surface.
Models of artificial root canals are used in several fields of endodontic investigations and pre-clinical endodontic training. They allow the physical testing of dental treatments, the operating of instruments used and the interaction between these instruments and the tissues. Currently, a large number of different artificial root canal models exist whose geometry is created either on the basis of selected natural root canal systems or to represent individual geometrical properties. Currently, only a few geometric properties such as the root canal curvature or the endodontic working width are taken into consideration when generating these models. To improve the representational capability of the artificial root canal models, the aim of the current study is therefore to generate an artificial root canal based on the statistical evaluation of selected natural root canals. Here, the approach introduced by Kucher for determining the geometry of a root canal model is used, which is based on the measurement and statistical evaluation of the root canal center line’s curvatures and their cross-sectional dimensions. Using the example of unbranched distal root canals of mandibular molars (n = 29), an artificial root canal model representing the mean length, curvature, torsion and cross-sectional dimensions of these teeth could be derived.
Structures made of the thermoplastic polymer polyether ether ketone (PEEK) are widely used in dynamically-loaded applications due to their high-temperature resistance and high mechanical properties. To design these dynamic applications, in addition to the well-known stiffness and strength properties the vibration-damping properties at the given frequencies are required. Depending on the application, frequencies from a few hertz to the ultrasonic range are of interest here. To characterize the frequency-dependent behavior, an experimental approach was chosen and applied to a sample polymer PEEK. The test setup consists of a piezoelectrically driven base excitation of the polymeric specimen and the non-contact measurement of the velocity as well as the surface temperature. The beam’s bending vibrations were analyzed by means of the Timoshenko theory to determine the polymer’s storage modulus. The mechanical loss factor was calculated using the half-power bandwidth method. For PEEK and a considered frequency range of 1 kHz to 16 kHz, a storage modulus between 3.9 GPa and 4.2 GPa and a loss factor between 9 × 10−3 and 17 × 10−3 were determined. For the used experimental parameters, the resulting mechanical properties were not essentially influenced by the amplitude of excitation, the duration of excitation, or thermal degrad.ation due to self-heating, but rather slightly by the clamping force within the fixation area.
This paper deals with systematic approaches for the analysis of stability properties and controller design for nonlinear dynamical systems. Numerical methods based on sum-of-squares decomposition or algebraic methods based on quantifier elimination are used. Starting from Lyapunov’s direct method, these methods can be used to derive conditions for the automatic verification of Lyapunov functions as well as for the structural determination of control laws. This contribution describes methods for the automatic verification of (control) Lyapunov functions as well as for the constructive determination of control laws.
Die Diplomarbeit untersucht die Realisierbarkeit einer zentralen Wärmepumpe im Fahrzeugwerk Zwickau mit dem Ziel der Dekarbonisierung des Standorts. Basierend auf einer umfassenden Literaturrecherche werden Spezifikationen von Industriewärmepumpen mit Kältemittel CO2 untersucht. Die Wärmequelle, der Kühlwasserrücklauf, wird detailliert beschrieben. Ergebnisse zeigen, dass diese Wärmequelle nicht dauerhaft verfügbar ist, sondern nur während Produktionszeiten. Durch thermodynamische Modellierung im Druck-Enthalpie-Diagramm werden Aussagen über Temperaturen in Wärmeübertragern und dem COP getroffen. Mit einem Unterkühler kann ungenutzte Energie verwendet und die Temperatur der Wärmequelle erhöht werden. Die thermische Leistung von 9 MW ergibt sich aus der Leistung der Wärmequelle, erhöht durch den Unterkühler, und dem COP. Die Wärmepumpe kann als Grundlastwärmeerzeuger dienen. Die Integration der Wärmepumpe erfordert eine Betrachtung des Kühlwassertransports zum Heizhaus sowie Baumaßnahmen im Heizhaus. Die energetische Bewertung nutzt die Grundlagenbetrachtung zur Bestimmung des COPs von Wärmepumpen. Durch die Wärmepumpe resultiert ein Einsparpotential an CO2-Emissionen von 43,55% und damit eine beachtliche Möglichkeit zur Dekarbonisierung.
Die Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Konzeptionierung eines wasserstoffbetriebenen Energiemoduls für fahrerlose Transportfahrzeuge. Das Energiemodul soll mit dem Einsatz von Wasserstoff als Energieträger die Verfügbarkeit des Transportfahrzeugs und somit die Effizienz der Intralogistik steigern. Dabei wurden zunächst auf Basis eines vorgegebenen Betriebsszenarios Energiebetrachtungen durchgeführt, welche Aussagen über die minimale und maximale Leistung des Brennstoffzellsystems sowie den Wasserstoffbedarf liefern. Mithilfe der Ergebnisse der Energiebetrachtungen wurden Komponenten recherchiert und verglichen. Die auf Basis der Vergleiche ausgewählten Komponenten wurden anschließend für die Erstellung von Packagevarianten eingesetzt. Die Untersuchung möglicher Packagevarianten resultierte in zwei Konzepte. Bei Konzept 1 wurde auf eine optimierte Kühlung des Brennstoffzellsystems und bei Konzept 2 auf kurze Wasserstoffleitungen geachtet. Die beiden Konzepte wurden abschließend basierend auf den Vor- und Nachteilen verglichen.
Die vorliegende Arbeit untersucht verschiedene Varianten der Wärme- und Kälteversorgung eines Klinikums in Traunstein. Dafür wird im Vorfeld der Betrachtungen eine Literaturrecherche für energieeffiziente Wärme- und Kälteversorgungssysteme durchgeführt und verschiedene Möglichkeiten aufgezeigt. Auf Basis dieser wurden Varianten für die Betrachtungen erstellt.
Dabei liegt der Fokus auf dem Vergleich der Kälteerzeugung mit den Systemen der freien Kühlung und der Wärmerückgewinnung der Verflüssigerleistung von Kältemaschinen. Des Weiteren wird die Einflussnahme eines Blockheizkraftwerkes auf das Gesamtsystem betrachtet und bewertet. Es werden Berechnungen verschiedener Varianten durchgeführt und mit der Annuitätsmethode nach VDI 2067 wirtschaftlich miteinander verglichen.
Die Ergebnisse werden schlussendlich bewertet und mit Änderungen der Endenergiepreise entsprechend interpretiert.
In der vorliegenden Arbeit wurde ein Konzept eines nichtmagnetischen, robusten und wartungsfreien Lagersystems für Reluktanz-Rad-Direktantriebe in Anlehnung an den schematischen Entwicklungsprozesses nach VDI 2223 entwickelt.
Auf Grundlage der anwendungsspezifischen Anforderungen wurden sechs Varianten aufgestellt und nach VDI 2225 gemäß ihrer Anwendbarkeit bewertet. Auf dieselbe Weise wurden für die Wälzlagerkomponenten passende Werkstoffe definiert.
Aus der Bewertung geht das zweireihige Schrägkugellager in O-Anordnung als Vorzugsvariante hervor. Diese Variante zeichnet sich durch hohe Drehzahlen, kombinierte Belastungsfähigkeit und geringe Kosten aus.
Zeitgleich gehen Wälzlagerringe aus Wälzlagerstahl, Wälzkörper aus Zirkonoxid, ein Käfig aus PEEK und eine Dichtung aus PTFE aus der Bewertung hervor.
Die nachfolgende Detailauslegung betrachtet die genauere Bestimmung des Schrägkugellagers. Darunter auch das für den Reluktanzantrieb essenzielle Betriebsspiel sowie die Definition der Passung, des Schmierstoffs und des Dichtungskonzepts.
Aus der Untersuchung des Wälzlagers nach der Finite-Elemente-Methode resultiert eine eindeutige Beständigkeit gegenüber den definierten Betriebsbelastungen. Daraufhin wurde das Schrägkugellager in seinem Querschnitt optimiert und anschließend erneut seine Robustheit nachgewiesen.
Abschließend wurden weitere Optimierungspotenziale aufgezeigt, die im Fortgang des Entwicklungsprozesses genauer untersucht und ausgenutzt werden sollten.
Diese Diplomarbeit setzt sich mit einer Möglichkeit eines automatisierten Absicherungsverfahrens für die Spracherkennung in einem Kraftfahrzeug auseinander.
Anhand von konkreten Beispielen wird dargelegt, inwieweit die Funktionen der Sprachassistenzsysteme der Versuchsträger innerhalb des Fahrzeuganlaufes in einem BMW-Werk vollständig analysiert werden können. Die technische Vorbetrachtung des zugrundeliegenden Systems soll neben der Betrachtung möglicher Einflussfaktoren mithilfe der 5M-Methode auf die fehlerhafte Erkennung von Spracheingaben untersucht werden. Auf Grundlage dessen sollen konkrete Anforderungen an eine sog. Testautomatisierung erstellt werden, sodass diese am System Gesamtfahrzeug verwendet werden kann. Hierbei wird mittels der Durchführung einer Nutzwertanalyse unter einer Auswahl von verfügbaren Konzeptansätzen, das anzustrebende Lösungskonzept ermittelt. Der gewählte Entwurf wird mithilfe des Softwarewerkzeuges „ECU-Testª zu einem automatisierten Absicherungsverfahren für das vorliegende Infotainmentsystem entwickelt. Dabei wird gezielt der Einfluss von akustischen Störsignalen sowie verschiedenen Positionen der Sprecher im Fahrzeug auf die Spracherkennung bewertet.
Durch die Einführung des entwickelten Automatisierungskonzeptes ist eine Minimierung des Absicherungsaufwands der Spracherkennung unter Berücksichtigung der Aspekte der Zeit sowie des Personalbedarfes erkennbar. Weiterhin wird durch die listenbasierte Eingabe von Funktionalitäten eine erhöhte Erweiterungsfähigkeit für zukünftige anstehende Funktionsumfänge geboten. Durch die Automatisierung des Absicherungsprozesses wurde eine erhöhte Reproduzierbarkeit von auftretenden Fehlerbildern gewährleistet. Darüber hinaus bietet das entwickelte Absicherungsmodell auch die Möglichkeit der Skalierung auf andere Sprachen und Varianten des Spracherkennungssystems innerhalb des Infotainmentclusters.
Diese Arbeit dient zur Erarbeitung einer möglichen Abfolge von Prüfschritten für ein wasserstoffbetriebenes Fahrzeug mit Brennstoffzelle. Hierfür werden zunächst bestehende nationale und internationale Gesetze und Richtlinien genauer betrachtet.
Im Anschluss werden verschiedene Arten von Brennstoffzellen und deren Funktionsweise untersucht. Es folgt ein Überblick bezüglich einer Auswahl von aktuellen Fahrzeugen mit Brennstoffzellenantrieb. Danach erfolgt eine genauere Analyse des verbauten Brennstoffzellensys-tems im Fahrzeug mit Blick auf sicherheitsrelevante und somit zu prüfende Bauteile.
Des Weiteren folgt eine Zusammenfassung der Problemstellung aktueller Untersuchungen an Fahrzeugen mit Brennstoffzellenantrieb. Ausgehend von dieser Problemstellung werden abschließend einzelne Prüfschritte ausgearbeitet. Dies erfolgt in Verbindung mit einer Auflistung hierfür benötigter Hilfsmittel und Ausbildungen.
Diese Arbeit soll als Vorschlag zur Ausarbeitung eines allgemein gültigen Prüfablaufes für wasserstoffbetriebene Fahrzeuge mit Brennstoffzelle dienen.
In dieser Diplomarbeit wurden die Prozesse zur Demontage eines Motors, mit absolvierter Betriebszeit, des Unternehmens Continental Aerospace Technologies GmbH untersucht. Auf dieser Basis wurde ein Demontagehandbuch erstellt, das die notwendigen Prozesse zur Zerlegung, Vermessung und Befundung dieser Motoren beschreibt. Zusätzlich wurde ein Prozessschaubild zur Struktur des Handbuches erstellt, um die vorhandenen Prozesse zu optimieren und dem Anwender Informationen aller notwendigen Schritte zu geben.
Mithilfe des Handbuches wurden anschließend zwei Motoren demontiert und untersucht. Während der Demontage wurde aufgrund von Rissen im Zylinderkopf eine TMF-Beanspruchung vermutet und eine entsprechende Schadenshypothese aufgestellt.
Diese wurde anhand der Demontage-Anleitung weiterverfolgt und schließlich auch bestätigt.
Zusätzlich wurde eine Kurzversion des Demontagehandbuches erstellt, anhand dem auch externe Auftragnehmer die Motoren des Unternehmens demontieren können.
In dieser Diplomarbeit wurde ein zweigeteilter Schmierstoffkreislauf für einen Zweitakt-Wasserstoff-Versuchsmotor entwickelt und konzipiert. Ein Hauptfokus lag dabei auf der gleichmäßigen Minimalmengenschmierung für die Zylinderlaufbahn, um schädliche Emissionen durch die Verbrennung von Schmieröl zu minimieren. Hierzu wurden verschiedene technische Ansätze zur Schmierölverneblung vorgestellt.
Des Weiteren wurden geeignete Positionen für die Platzierung von Düsen am Prüfstandsmotor identifiziert. Aufgrund der Tatsache, dass Schmierölnebel im Kurbelgehäuse zu einem erhöhten Öleintrag in den Brennraum führen kann, wurde auch die Herausforderung der Absaugung des Ölnebels behandelt. Hierbei wurden zwei mögliche Absaugpositionen näher erläutert.
Ein weiterer Schwerpunkt lag auf der Trennung von Schmierölnebel und dem zusätzlichen Blow-By-Gas, das sich mit dem Ölnebel vermischen kann. Verschiedene Methoden zur Ölnebelabscheidung wurden vorgestellt und diskutiert.
Sowohl für den Schmierkreislauf des Rädertriebs wurden Berechnungen der erforderlichen Ölmengen zur Schmierung und Kühlung durchgeführt eine Auswahl geeigneter Hardwarekomponenten zur Verfügung gestellt.
Die Ergebnisse dieser Diplomarbeit dienen als Grundlage für den zukünftigen Bau und Test eines zweigeteilten Prüfstandsaufbaus zur Schmierung des H2T-Motors.
Im Rahmen einer Dreizylinder-Rennmotorentwicklung gilt es ein, bereits ausgearbeitetes Wassermantelkonzept zur Kühlung mittels dreidimensionaler Strömungssimulation zu untersuchen und auf Basis der Ergebnisse zu optimieren. Dafür werden anhand der bereits festgelegten Motorkenndaten die Wassermantel-kenngrößen bestimmt und anhand dieser der Ausgangszustand geometrisch analysiert.
Mit der Analyse wird ein Simulationssetup erstellt und eine isotherme, stationäre Strömungssimulation für einen Betriebspunkt durchgeführt. Basierend auf den Simulationsergebnissen werden konstruktive Entwicklungsschritte abgeleitet und diese umgesetzt. Die weiteren Entwicklungsstände werden hinsichtlich Strömungskenngrößen, wie z.B. Massenstromverteilung, Druckverlust und Wärmeübergangskoeffizienten, mit dem Ausgangszustand verglichen.
Diese Analyse dient als Grundlage für weitere thermische Berechnungen des gesamten Kühlsystems.
Der Fahrzeugsitz ist ein komplexes Bauteil mit unterschiedlichsten Komponenten und Materialien. Viele Funktionskomponenten bei restriktivem Bauraum führen zu Beeinträchtigungen in der Konstruktion. Selbst wenige Millimeter können im Entwicklungsprozess entscheidend sein. Dementsprechend muss festgelegt werden, welcher Bauraum benötigt wird und wie dieser optimal genutzt werden kann. Die Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Erstellung einer Konstruktionsrichtlinie von Funktions- und Komfortkomponenten im Sitz, welche als Grundlage zukünftiger Sitzkonzepte dient.
Mittels des CAD-Systems Catia V5 werden Geometrien in verschiedenen Sitzmodellen ermittelt und zusammen mit den Lastenheftvorgaben für die Konstruktionsrichtlinie herangezogen. Dabei wird die Lehnenspiegelfläche gesondert betrachtet und es werden aufgrund des wenigen Bauraumes Lösungsvarianten ausgearbeitet. Die Richtlinie beschreibt mithilfe von bildlicher Darstellung alle Größen, Positionen und Abstände der Komponenten wie Klimatisierung, Pneumatik, Schaum und Sitzheizung. Des Weiteren werden alle Vorüberlegungen für die Richtlinie sowie die Bauteilgeometrie und die Wahl der Messgrößen erklärt. Für eine dreidimensionale Darstellung wird ein CAD-Modell erzeugt und aufgezeigt, welches die Festlegungen der Richtlinie enthält.
Mittels Priorisierung werden alle Bauteile hinsichtlich ihrer Wichtigkeit analysiert und bewertet, um die Problematik des geringen Bauraumes zu verbessern und alle Vorgaben der Konstruktionsrichtlinie einhalten zu können. Der Schwerpunkt der Untersuchung beruht darauf, wie alle Komponenten im Schaum zueinander bemaßt sind, wie diese optimal positioniert werden können und welche Funktionen als erstes bei zu geringem Bauraum eingeschränkt werden sollten.
Untersuchungsergebnisse deuten auf eine Package Optimierung der Massagefunktion noch vor der Klimatisierung hin. Zusätzlich wird die Drehung der Massageblase zur Optimierung der Lehnenspiegelfläche empfohlen. Zuletzt werden die zukünftigen Entwicklungen im Fahrzeugsitz beleuchtet, wobei ein besonderes Augenmerk auf deren Auswirkungen auf das Package gelegt wird.
Gegenüberstellung gepanzerter Türkassettenvarianten am Beispiel eines JLR L460 Sentinel VPAM 8
(2023)
Diese Diplomarbeit befasst sich mit der Konstruktion einer Panzerung für die vordere Tür des 2021 vorgestellten Geländewagens JLR L460. Diese soll im Anschluss ausgiebig auf verschiedene Faktoren wie die ballistische Hemmungswirkung, Masse oder die Abdichtung zwischen dem Nass- und Trockenbereich geprüft werden. Im Anschluss an die Prüfung wird ein Vergleich zwischen der im Umfang der Arbeit entstandenen außenliegenden Türpanzerung und einer von einem Zulieferer angebotenen innenliegenden Türpanzerung erfolgen. Hierbei sollen besonders die Aspekte: Package im Nass- und Trockenbereich, Massebetrachtung, Beschuss- und Sprenghemmung, Abdichtung zwischen Nass- und Trockenbereich, Einsatz bei anderen Beschussklassen und sprengtechnischen Anforderungen, Bewertung der Investitions- und Bauteilkosten und Fertigungs- und Montageprozesse betrachtet werden. Im Ergebnis dieses Vergleiches soll eine Checkliste erstellt werden, welche die Grundlage für eine frühzeitige Auswahl der Türpanzervariante für die Firma IndiKar bilden soll. In ihr sollen nach der Eingabe verschiedener benötigter Werte eine Beurteilung erfolgen, welche Türpanzervariante die bessere für das Projekt ist.
Zum Betrieb von Achsprüfständen sind Messräder notwendig, um die äußeren Radkräfte und -momente zu erfassen. Die zu prüfenden Achsen werden bei Umweltsimulationsprüfungen mit einer korrosiven Salzwasserlösung beregnet. Bisher eingesetzte Messräder müssen zum Schutz der darauf verbauten Messtechnik vor der Salzwasserbeaufschlagung geschützt werden. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Messrad vorgestellt, dass ohne Abdichtmaßnahmen unter direkter Salzwasserberegnung eingesetzt werden kann. Die Ausarbeitung umfasst eine Literaturrecherche zum Stand der Technik bei Messrädern und zeigt erhältliche Bauformen auf. Die Konzeptentwicklung umfasst die Erstellung und Bewertung mehrerer Lösungskonzepte eines neuen Messrades und endet mit der Festlegung einer Vorzugsvariante. Zudem wird eine Werkstoffauswahl unter Berücksichtigung der Korrosionsbeständigkeit vorgenommen. Die Vorzugsvariante wird als detailliertes CAD-Modell auskonstruiert. Schließlich wird mit der FEM (Finite-Elemente-Methode) die Anordnung der Messstellen bestimmt. Das entwickelte Messrad besitzt mehrere Ebenen zum Schutz gegen Salzwasser, wodurch eine nachträgliche Abschirmung des Messrades nicht mehr notwendig ist.
Research and studies have indicated that rural highways globally exhibit a disproportionately high incidence of accidents and fatalities, which can be attributed to inadequate traffic safety measures. This paper primarily examines the causes of inadequate traffic safety, with a particular emphasis on factors associated with road conditions. These causes can be broadly categorized into human factors, road factors, and vehicle factors. Indeed, the movement of vehicles on these rural roads is characterized by unrestricted traffic flow, whereby the driving stability of a vehicle is primarily impacted by factors such as road alignments and surface conditions. Single-vehicle run-off-road crashes frequently exhibit a correlation with insufficient road conditions. Hence, enhancing the alignment design of roadways can prove to be efficacious in minimizing the occurrence of traffic accidents. However, constraints may arise in the context of rural roads, thereby imposing limitations on designers and engineers in their ability to modify road design. Therefore, it is imperative to explore alternative measures to enhance road safety as required. The objective of this study is to analyse driving behaviour on a two-lane rural road in Germany, taking into consideration the varying alignments of the road. The WHZ static simulator is an innovative technological tool utilized within the field of road design analysis, specifically for the purpose of evaluating driving behaviour. Speed, lateral positions, and are the primary parameters utilized in the evaluation of driving behaviours.
Keywords: Driving Simulators, Driving Behaviour, Traffic Safety, Trajectory Classification
Ein mehrfach gebogenes Rechteckrohr weist starke Schwankungen in der Produktion
auf. Es soll untersucht werden, was die Ursache für die Schwankungen ist. Untersucht werden soll das Material, hinsichtlich seiner Geometrie und der resultierenden Toleranzen. Da der Biegefehler des gebogenen Biegeteiles mehrfach eingeht, aufgrund der verschiedenen Biegungen, wird das Bauteil auf eine einzige Biegung reduziert. Das zu untersuchende Bauteil wird einmal um 90° gebogen. Die um 90° gebogenen Bauteile werden alle einzeln vermessen. Rechnerisch wird ein
Prozessfenster erstellt, indem man die erforderlichen Kräfte und Koeffizienten
ermittelt, welche nötig sind, um das Bauteil zu biegen.
Die Rotationszugbiegemaschine und deren verwendetes Werkzeug werden dahingehend überprüft und optimiert. Mit dem optimierten Werkzeug und dem errechneten Prozessfenster werden weitere Bauteile um 90° gebogen. Diese werden dann vermessen und mit dem Vormaterial verglichen. Um die realen Ergebnisse abzugleichen, werden verschiedene Simulationen zu bestimmten Werkzeugen durchgeführt. Abschließend werden die gesammelten Ergebnisse verglichen, ausgewertet und ein Ausblick gegeben.
Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Konzeptentwicklung und Konstruktion einer Motorradsitzbank. Als Sitzbank eines Elektromotorrads soll die Abdeckung einer Ladedose integriert werden. Dazu wird zunächst der Stand der Technik analysiert und drei Konzepte für die Öffnung der Sitzbank erstellt.
Die Konzeptauswahl und Konstruktion entstehen nach Anforderungen der Funktion, Kosten und Montage. Der Freigang bei der Öffnung wird mit Hüllflächen einer Kinematiksimulation geprüft. Es wird ein Montagekonzept erstellt und eine FEM-Analyse für die Belastung des Halteriemens durchgeführt.
Es gilt zu prüfen, ob eine künftige Vorgabe, welche die Reduzierung der TPM-Zeiten um 50 % vorsieht, nach derzeitigem Stand umgesetzt werden kann. Für den Standort Leipzig bedeutet dies eine Reduzierung von 30 auf 15 Minuten.
Derzeit ist es erforderlich, die Anlagen während des Betriebs zu reinigen, was zu einer Reduzierung der Einschaltdauer führt. Bisher wurden die TPM-Umfänge anhand von Erfahrungswerten aus früheren Projekten umgesetzt, was zu einem standortbezogenem Lesssons Learned führt. Es ist daher sinnvoll, ein einheitliches Standardverfahren zu entwickeln, welches übergreifend anwendbar ist.
Das Ziel der vorliegenden Diplomarbeit war es, die Varianten der Luftfederkomponente zu erörtern und darzustellen. Weiterhin sollte ein Berechnungstool zur Auslegung der Komponente Luftfeder entstehen. Dieses soll Eingangsdaten vom Hersteller aufnehmen können und entsprechende Daten zur resultierenden Luftfeder für einen Lieferanten ausgeben können. Im Zuge der Auslegung wurde auf die einzelnen Berechnungen der Werte eingegangen und die entsprechenden Formeln hergeleitet. So sollen die Werte der Berechnung dargestellt und im weiteren Konzeptionsprozess der Fahrzeugplanung genutzt werden können. Zur Validierung der Richtigkeit des Berechnungstools wurden die dadurch berechneten Werte mit den Werten real existierender Luftfedern verglichen. Zusätzlich wurde ein parametrisches CAD-Modell der Luftfeder erstellt und die einzelnen Bestandteile dargelegt. Die Diplomarbeit ist sowohl für Studierende im Studiengang Kraftfahrzeugtechnik und anderen technischen Studiengängen als auch für Ingenieure im Bereich der Fahrzeugentwicklung interessant.
This thesis presents a case study conducted at the Potsdamer Platz intersection in Berlin, focusing on the effects of transitioning from fixed phase control to Vehicle Actuated Signal Control (VA). The objective is to optimize the signal control system to improve traffic flow and reduce waiting times for motorists. Traffic data from the Berlin authority is analyzed, and various stage sequences are developed using the signal planning tool LISA+ and simulated using VISSIM microsimulation. The impact of the proposed vehicle-actuated signal control system on overall traffic performance is evaluated by comparing the Level of Service (LOS) with the existing fixed-time plan. The analysis reveals the limitations of the proposed approach and identifies areas for further improvement in control systems. Results indicate that the VA system shows comparable effectiveness to the current scenario only at lower volume, with room for enhancement. By considering two variations of the signal group from the current sequence, valuable insights are gained into the effects of the proposed changes. The results contribute to the development of optimized signal control strategies, aiming to create safer and more efficient traffic environments at urban intersections.
Durch die ständig ansteigenden Anforderungen bezüglich Leistung, Komfort, Emission und Sicherheit im Pkw- und Nfz-Bereich kommt es zu immer höheren Fahrzeugmassen. Um die Fahrzeugmasse zu begrenzen werden Methoden des Leichtbaus eingesetzt. Eine Möglichkeit, gewichtsoptimierte Bauteile zu konzipieren, ist die Topologieoptimierung mit Hilfe der FEM. Im Rahmen dieser Arbeit erfolgt die Konzeptentwicklung eines gewichtsoptimierten Vorderachsschwenklagers. Für die Konzeption dieses Schwenklagers wird die Topologieoptimierung verwendet. Der sich daraus ergebende Topologievorschlag wird in einem CAD-Programm umgesetzt. Dabei wird auf eine schmiedegerechte Gestaltung geachtet.
Anschließend erfolgt ein Vergleich zwischen den geforderten Eigenschaften und den Eigenschaften der Nachkonstruktion. Es werden Maßnahmen zur Verbesserung der Konstruktion abgeleitet und die Nachkonstruktion entsprechend angepasst. Diese angepasste Konstruktion wird erneut mit den Vorgaben bezüglich Festigkeit und Steifigkeit verglichen. Im Anschluss werden als Ausblick die weiteren Schritte im Produktentwicklungsprozess genannt.
Mit dieser Arbeit wurde das Ziel verfolgt den Nachweis der Dauerfestigkeit von Kurbelwellen an Kolbenverdichtern der Firma BORSIG ZM Compression GmbH mit Hilfe eines aktuellen Regelwerkes nachzuweisen. Dazu musste die Statik der Kurbelwellen berechnet werden, welche die Lagerreaktionen und die Schnittlasten beinhaltet. Nach den Regeln der Festigkeitslehre wurden die in der Kurbelwelle vorhandenen Spannungen berechnet und nach den Methoden der FKM-Richtlinie ”Rechnerischer Festigkeitsnachweis von Maschinenbauteilen“ des ”Forschungskuratorium Maschinenbau e.V“ die Dauerfestigkeit nachgewiesen. Es war eine detaillierte Literaturrecherche notwendig, um die Einzelheiten der Technischen Mechanik genau auf das Berechnungsproblem ”Kurbelwelle von Kolbenverdichtern“ anwenden zu können, da das benötige Wissen teilweise stark über die in den Vorlesungen behandelten Thematiken hinausging. Einige relevante Kenngrößen für die Berechnung des Dauerfestigkeitsnachweises mussten aufgrund des aktuellen wissenschaftlichen Standes oder weil die Bearbeitung den Rahmen dieser Arbeit sprengen würde, konservativ abgeschätzt werden. Das Ergebnis dieser Arbeit bildet aber eine gute Grundlage für weitere Aufarbeitungen.
WHO estimates that 1.25 million people worldwide pass away in traffic accidents each year. Accidental damage to the economy costs USD 520 per year. Road traffic accidents account for 2.1% of all fatalities worldwide. In total, 50,000 people die in Europe each year. One of the most significant economic and social issues, traffic accidents result in thousands of fatalities and serious injuries each year in Germany and around the world. Whenever there is an accident involving vehicles, trucks, motorized two-wheelers, bicycles, or pedestrians that results in casualties or property damage, the questions of what caused the accident and how it could have been prevented naturally arises: whether it was due to human factors (e.g., carelessness, speeding, or drinking), vehicular flaw (e.g., faulty brakes, a faulty chassis, or old tires), road surface, poor visibility, and so on. The list of possible explanations is really long. The problem is to implement effective steps to prevent accidents from happening in the first place, regardless of what caused the mishap.
The German federal states of Sachsen, Sachsen-Anhalt, Brandenburg, Hessen, and cities of Hamburg, and Bremen are examined in this study's analysis of accidents. This study aims to (i) identify the human factors, environmental factors, and road/infrastructural factors that lead to human failures which cause road accidents, and (ii) explore ways of mitigating these accidents.
In dieser Diplomarbeit wird nach Lösungen gesucht, komplexe Geometrien im Konstruktionsprozess am Beispiel eines fiktiven Kühlerschutzgitters parametrisch assoziativ aufzubauen. Zunächst wird sich ein Überblick über die bestehenden Programme verschafft, eines ausgewählt und mithilfe dessen ein Kühlerschutzgitter konstruiert sowie die Schwierigkeiten aufgezeigt.
Anschließend werden die komplexen Geometrien extrahiert, parametrisch assoziativ nachgebaut und im Anschluss in Bezug auf bestimmte Bewertungskriterien untersucht. Dabei stellen sich einige Funktionen des ausgewählten Programms als hilfreiche Ergänzung heraus.
Die erhaltenen Ergebnisse geben Aufschluss über die gestellten Erwartungen und den effektiven Einsatz der Software in der Praxis.
Der Karosseriebau der Volkswagen Sachsen GmbH benutzt seit 2012 Legato Classic der Firma Gefasoft als zentrales Anlagenüberwachungssystem. Die Kernaufgaben des ZAÜ-Systems sind die Überwachung der Produktion, die Erfassung von Störungen und Meldungen, die Leistungsanalyse und die Erstellung der Reports. Der Volkswagen Konzern nutzt dieses System, um die betriebliche Effizienz zu steigern, die Produktionskosten zu senken, die Produktqualität zu verbessern und die Produktionsprozesse im Karosseriebau zu optimieren.
Der Support für das aktuell für die Zentrale Anlagenüberwachung (ZAÜ) im Karosseriebau eingesetzte Softwaresystem Legato Classic wird Ende 2025 auslaufen. Ein möglicher Weiterbetrieb des Systems würde zu unverhältnismäßig hohen Kosten im Vergleich zum Einsatz einer neuen zentralen Anlagenüberwachung führen. Daher soll Anfang 2026 ein neues ZAÜ-System zum Einsatz gelangen.
Die vorliegende Masterarbeit dokumentiert die Ist-Analyse des ZAÜ-Systems und der IT-Infrastruktur sowie den Stand der Technik. Weiterhin wird ein Anforderungskatalog erstellt und mit den Stakeholdern abgestimmt und auf Basis dieses Anforderungskatalogs erste Budgetangebote von Anbieterfirmen eingeholt. Auf der Grundlage dieser Budgetangebote wird eine Investitionsbewertung durchgeführt, um ein ZAÜ-System auszuwählen.
Abschließend wird ein zukünftiges ZAÜ-System für den Karosseriebau vorgeschlagen und ein Umstellungskonzept für das Nachfolgesystem entwickelt.
Im Rahmen dieser Arbeit werden Versuche eines bivalenten, diffusiven Brennverfahrens mit Diesel als Zündstrahl und Ammoniakzumischung durchgeführt und ausgewertet. Anschließend wird ein Simulationsmodell zur Abbildung dieses Brennverfahrens in der Simulationssoftware GT-Power erstellt und bewertet.
Zum Beginn dieser Arbeit wird dabei auf die Grundlagen der diffusiven Verbrennung sowie der Prozessanalyse eingegangen. Zudem wird auf verbrennungsrelevante Eigenschaften von Ammoniak als Kraftstoff eingegangen und der Versuchsträger sowie das Einspritzsystem beider Kraftstoffe vorgestellt. Die Versuchsergebnisse aus drei Messprogrammen werden anschließend ausgewertet und der Einfluss der Ammoniakzumischung auf das Brennverhalten diskutiert.
Auf Grundlage dieser Messungen wird ein Simulationsmodell für den reinen Dieselbetrieb und Dual-FuelBetrieb erstellt und kalibriert. Abschließend wird die Güte der Modelle anhand des Vergleiches von Messungen und Simulationsergebnissen bewertet und diskutiert.
Die aktuellen Prüfverfahren der UN-Regelung Nr. 51 ÄS03 sind nichtmehr ausreichend um die Geräuschemissionen von Fahrzeugen der EG-Fahrzeugklassen M1 und N1, welche mit Technologien zur flexiblen Gestaltung des Außengeräuschs ausgestattet sind, wirkungsvoll zu bewerten. Hierfür wurde ein neues zusätzliches Prüfverfahren entwickelt. Das neue RD-ASEP-Prüfverfahren (Real-Driving Additional Sound Emission Provisions) ist im Arbeitsdokument GRBP (75-37) der IWG-ASEP enthalten. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde das RD-ASEP-Prüfverfahren in die Praxis umgesetzt und in das bereits bestehende Prüfprotokoll der KÜS Technik GmbH integriert, welches die bisherigen Prüfverfahren der UN- Regelung 51 ÄS03 enthält.
Die Klima- und Kältetechnik in Deutschland trägt direkt und indirekt Emissionen zu 5% der Treibhausgasemissionen und ci. 15% des Stromverbrauchs pro Jahr bei. Das derzeit weit verbreitete Kältemittel fluorierte Gase weist einen sehr hohen GWP-Wert auf. Die Verwendung dieser fluorierten Gase wird im Rahmen der F-Gas-Verordnung bis 2030 schrittweise eingeschränkt. In der Folge wird die Verwendung alternativer Kältemittel mit niedrigerem GWP-Wert erforderlich sein.
Aufgrund des Preisanstiegs des Stroms und der fossile Brennstoffe hat die alternative Kälteerzeugenden Methode alle Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Dabei stehen die Kältetechnik mit natürlichen Kältemittel und die Möglichkeit der Kälteanlage alternativ betrieben zu können, im Mittelpunkt. Die wichtigste Frage für Klimaanlagenhersteller ist, in welche Richtung sich die Klima- und Kältetechnik entwickeln wird.
Diese Masterarbeit beantwortet die Frage, welche Veränderungen in die Zukunft für die Kältetechnik zu erwarten sind. Es werden die möglichen alternativen Kälteerzeugenden Methoden, der Einsatzmöglichkeiten der natürlichen und umweltfreundlichen Kältemitteln, alternative Kühlmethoden sowie deren Einsatz in RLT-Anlagen thematisiert. Dabei wurde großes Gewicht auf die Initial kosten, Betriebs- und Wartungskosten und der Plausibilität der jeweiligen Methode gelegt. Dies ergibt einen Gesamtüberblick über nachhaltige und Energie effiziente Lösungskonzepten im Bereich der Klima- und Kältetechnik.
Im Rahmen der Diplomarbeit wurde eine Prüfeinrichtung entwickelt, mit der es möglich ist seitliche Schläge auf PKW-Achsen aufzubringen.
Somit können extreme Belastungen, die z.B. bei einem Bordstein-Anprall oder bei einem Leitplanken-Anprall entstehen, reproduziert werden.
Der Umfang beschränkt sich auf eine ausführliche Literaturrecherche für Anforderungen und Prüfbedingungen, auf die Variantenentwicklung und Variantenbewertung, auf die Konzepterstellung zur Vorzugsvariante und schlussendlich auf die Konstruktion der Prüfeinrichtung. Die Komponenten und Verbindungen in der Prüfeinrichtung wurden dabei ausgelegt und nachgerechnet.
Die vorliegende wissenschaftliche Arbeit beschäftigt sich mit irregulären Verbrennungsvorgängen in Verbrennungsmotoren.
Neben einer Literaturrecherche zu regulären und irregulären Verbrennungen erfolgt die Beschreibung der relevanten Kraftstoffeigenschaften sowie den Motorsteuerungsfunktionen zur Erkennung und Reaktion auf irreguläre Verbrennungen. Ziel der Arbeit war eine Optimierung der Applikation der entsprechenden Parameter. Die Versuche wurden am Motorenprüfstand mit einem Versuchsmotor des Typs BMW B48A20T2 TÜ2 ECE und entsprechender Messtechnik inkl. Indizierung durchgeführt. In der vorgelagerten Voruntersuchung wurde ein Zyklus zur Generierung irregulärer Verbrennungen erarbeitet. Es werden die relevanten Einstellungen am Prüfstand für die Versuchsdurchführung der Vorentflammungs- und Superklopferversuche beschrieben. Die Mess- und Applikationstätigkeiten am Prüfstand werden hergeleitet und beschrieben. Nachfolgend wird die Auswertung der Applikation zu den Ergebnissen der Erkennung und Reaktion auf irreguläre Verbrennungen sowie eine Validierung mit verschiedenen Kraftstoffen aufgezeigt. Die Versuchsergebnisse zeigen, dass die Motorsteuerung in der Lage ist, irreguläre Verbrennungen zu erkennen und entsprechend zu reagieren, sodass Motorschäden bestmöglich vermieden werden können.
Der Ausstoß von CO2-Emissionen und die Reduzierung dessen ist derzeit eines der größten gesellschaftlichen Themen. Der Sektor des Schienenverkehrs gilt allgemeinhin als umweltfreundlich, insbesondere wenn die Schienenfahrzeuge über Oberleitungen elektrisch versorgt werden. In Regionen ohne Oberleitungen werden heutzutage vorwiegend Dieselfahrzeuge eingesetzt, die lokale Emissionen verursachen. Um die lokalen Emissionen zu reduzieren, werden aktuell Fahrzeuge mit alternativen Antrieben entwickelt, vorwiegend Wasserstoff- und batterie-elektrische Fahrzeuge.
Schienenfahrzeuge zeichnen sich idealerweise durch ihren langen Lebenszyklus aus. Um batterie-elektrische Fahrzeuge ebenfalls einen langen Lebenszyklus zu ermöglichen, müssen die Batteriezellen in einem engen Temperaturfenster gehalten werden.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit einem System, die diese Aufgabe übernimmt und untersucht Optimierungspotenziale beispielsweise hinsichtlich der Dimensionierung und der verwendeten Materialien. Weiterhin wird ein abgewandeltes System unter anderen Umgebungsbedingungen ausgelegt.
Für eine bessere Körperhaltung und Passform beim Bewegen eines Fahrzeuges soll der AirGo Seat, basierend auf der Grundlage des M Carbon Schalensitzes, mit einer höheren Anzahl von Verstellmöglichkeiten dienen. Ziel der vorliegenden Arbeit ist das neuartige, mit Vakuum funktionierende Verstellsystem in Bezug auf die Verstellgeschwindigkeit zu optimieren. Um dies zu realisieren werden verschiedene Methoden der Optimierung für die von einer Folie umschlossenen Konturschäume und der Vakuumpumpe analysiert und auf ihre Umsetzbarkeit hin untersucht.
Nach dem Umsetzen der am einfachsten zu realisierenden Methoden wird der Sitz einem klimabasierten Dauerlauf unterzogen und anschließend mit Hilfe von Missbrauchsversuchen auf seine Dichtigkeit hin untersucht.
Die Ergebnisse zeigen, dass der Prototyp eine gute Grundlage bietet. Die Schäume weisen ein Setzungsverhalten von ca. 20% auf und müssen für den Serieneinsatz weiterhin optimiert werden. Positiv hervorzuheben ist die Optimierung der Gesamtverstellzeit im unbelasteten Zustand durch wenig Aufwand von 1:55min auf 55s.
Für die allgemeine Bevölkerung wird der Umweltschutz immer wichtiger. Dabei ist der Verkehrssektor einer der größten Bereiche, der CO2 ausstößt. Mit Elektrofahrzeugen wird eine Reduzierung erreicht. Doch das Elektrofahrzeug hat Probleme mit geringen Reichweiten, was durch starke Temperatureinflüsse noch verstärkt wird.
Da in solchen Situationen die Heizung/Kühlung durch elektrische Energie erzeugt werden muss, da die Abwärme des Motors nicht ausreicht. Dabei helfen Wärmepumpen, diese bieten die Möglichkeit, die benötigte Leistung zu reduzieren und die Reichweite zu steigern.
In dieser Arbeit werden Klimasysteme, deren Varianten und die unterschiedlichen Kältemittel dargestellt und verglichen. Zudem wurde der Stand der Technik vom Heizverhalten, den Heizvarianten und den Wärmepumpen-Konzepten untersucht. Daraufhin wurde konstruktionsmethodisch ein Verbindungselement für ein R744-Klimasystem bewertet. In Hinsicht auf die Fertigung wurde sich auf eine Vorzugsvariante festgelegt. Der Umformprozess der Vorzugsvariante wurde simuliert und optimiert.
Danach wurde das Werkzeugkonzept, der Umformschritt als auch die Dichtigkeitsprüfung für das fertige Bauteil beschrieben.