Automobil- und Maschinenbau
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Per- und polyfluorierte Chemikalien (PFC oder PFAS) sind vielseitig einsetzbare Substanzen, die unter anderem zur wasserabweisenden Ausrüstung von Textilien verwendet werden. Aufgrund ihrer hohen Beständigkeit sind sie in der Natur nicht abbaubar und stellen somit eine Gefährdung für Umwelt und Mensch dar. Zur Vermeidung von Wasserflecken auf einem BMW-Polsterstoff aus Viskose wurde bisher eine PFC-haltige Hydrophobierung eingesetzt. Aufgrund des absehbaren Verbots der Herstellung und Verwendung aller PFCs wird nach einer PFC-freien alternativen Ausrüstung gesucht.
In der vorliegenden Arbeit werden PFC-freie textile Hydrophobierungen für die Anwendung im Fahrzeuginnenraum getestet und mit einer derzeit im Einsatz befindlichen PFC-Ausrüstung verglichen. Basierend auf einer Marktanalyse wurden verschiedene Lieferanten PFC-freier Ausrüstungen kontaktiert und in Zusammenarbeit mit diesen Versuchsmuster hergestellt. Anhand ausgewählter Versuche wurde eine Vorauswahl der zwei besten Hydrophobierungen getroffen. Diese wurden im Serienmaßstab auf das Viskose-Textil appliziert und anschließend in einer umfassenden Prüfung auf ihre Eignung für den Fahrzeuginnenraum untersucht.
Die Auswertung zeigt, dass die untersuchten PFC-freien Hydrophobierungen vergleichbare Ergebnisse wie die herkömmliche PFC-Ausrüstung erzielen. Sie stellen damit mögliche Alternativen für die Hydrophobierung von Textilien im Fahrzeuginnenraum dar.
Das Ziel der der Arbeit besteht in der Entwicklung einer geeigneten Prüfmethode zur Bestimmung der Wasserdampfdurchlässigkeit nach gravimetrischen Verfahren. Die Methode soll einfach und in allen Laboren durchführbar sein. Außerdem muss die Prüfung von neu entwickelten Materialien (Lederalternativen) und Standartmaterialien – zum Einsatz im Fahrzeuginnenraum - möglich sein. Die Verfahrensentwicklung erfolgt basierend auf einer Recherche und Analyse der bestehenden Normen und Vorschriften. Daraus folgen die Ableitung und Umsetzung eines geeigneten Prüfverfahrens nach der Trockenschalenmethode.
Es werden 10 Messreihen zur Erprobung der Methode durchgeführt. Die durch die Messungen erhaltenen Ergebnisse werden analysiert und die Reproduzierbarkeit bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass das Verfahren die Einschätzung der Wasserdampfdurchlässigkeit von Textilien, Leder und Kunstleder ermöglicht. Es ist einfaches, in allen Laboren durchführbares Prüfverfahren entstanden. Außerdem existiert ein Entwurf für eine passende Arbeitsanweisung und die benötigten Prüfmittel sind bereitgestellt.
Die vorliegende Bachelorarbeit ist im Rahmen eines Forschungsprojekts des Instituts für Textil- und Ledertechnik in Reichenbach entstanden. Sie beschäftigt sich mit dem Versticken von elektrisch leitfähigem Zwirn zu flächenförmigen Elektroden auf einem Gewebe. Dabei werden mindestens zwei Elektroden mit einem reversibel komprimierbaren Material, dem Dielektrikum thermisch verbunden. Dieser Verbund dient als Plattenkondensator zur Bestimmung kapazitiver Änderungen bei einer Druckbelastung. Thematisiert wird die Konstruktion der Elektroden und der Einfluss dieser auf die Höhe der Kapazität. Das Stauchverhalten des Dielektrikums ist ausschlaggebend für den Elektrodenabstand und somit auch für die Änderung der Kapazität je nach Belastung. Kleine Elektrodenflächen weisen niedrige Kapazitäten und geringe Kapazitätsänderungen auf. Große Elektroden ermöglichen eine hohe Auflösung der Kapazitätsbestimmung mittels eines kapazitiven Messverfahrens, schränken jedoch den Einsatzzweck stark ein. Um ebenso kleine Kapazitätsänderungen auswerten zu können, ist eine präzise Auswerteelektronik erforderlich. Kapazitive Messsysteme weisen zudem eine sehr hohe Empfindlichkeit gegenüber äußeren Störeinflüssen auf. Die Schirmung des Messsystems zur Verringerung dieser wird erforscht. Außerdem ist der Vorteil textiler Verarbeitung gegenüber herkömmlichen Technologien zur Herstellung elektrisch leitfähiger Flächen zu untersuchen.
Analyse technologischer und werkstoffspezifischer Parameter von gestickten Elektrodenstrukturen
(2021)
Die Verbraucher haben ein ungebremstes Verlangen nach intelligenten „Alltagshelfern“ in allen Lebensbereichen entwickelt. Das Spektrum reicht von smarten Lautsprechern über die Steuerung ihres Smart Home bis hin zur digitalen medizinischen Überwachung des eigenen Körpers. Dieser Trend reicht bis in den Textilbereich hinein.
Ziel dieser Arbeit ist es, diesen Trend voranzutreiben, indem wichtige Schritte zur Entwicklung und Optimierung textilbasierter Elektroden sticktechnologisch untersucht wer-den. Dazu wurden verschiedene Materialien miteinander kombiniert und unterschiedliche Facetten des Stickens beleuchtet, um deren Einfluss auf die textilen Elektroden zu ermitteln. Die technologischen Herstellungsaspekte werden in der vorliegenden Arbeit mit der Wirtschaftlichkeit sowie den messtechnischen Ergebnissen gegenübergestellt und ausgewertet.
Betreut wurde die Arbeit vom Textilforschungsinstitut Thüringen Vogtland e.V. und dem Institut für Textil und Ledertechnik Reichenbach der Westsächsischen Hochschule Zwickau.
In dieser Bachelorarbeit werden poröse Schallabsorber aus Abstandsgestricken der STS Textiles GmbH & Co. KG entwickelt, die frei im Raum platziert werden können. Der Fokus liegt auf Eckenabsorbern für die Bedämpfung tiefer Frequenzen, z. B. in Büroräumen. Das Absorptionsvermögen der Prototypen wurde durch Messungen in einer Alphakabine und in einem Hallraum überprüft. Grundentscheidungen für Verkleidungs- und Füllungsoptionen wurden mittels der Methode der statistischen Versuchsplanung getroffen. Es hat sich gezeigt, dass mit säulenförmigen Absorbern verschiedener Ausprägung in tiefen, mittleren und hohen Frequenzbändern sehr hohe Absorptionsgrade (αs=1) erreicht werden können. Das beste erreichte Ergebnis eines Prototyps liegt bei αw=0,85, was der Schallabsorberklasse B nach DIN EN ISO 11654 entspricht.
Das Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit war es, ein Rückensystem für VAUDE Trekkingrucksäcke zu entwickeln und zu validieren, welches insbesondere den Bereich des Iliosakralgelenks entlastet und damit den Tragekomfort des Rucksacks verbessert. Auf der Grundlage anatomischer und medizinischer Erkenntnisse wurde die Konstruktion des Rückensystems dahingehend optimiert, das Kreuzbein in der Polsterung auszusparen und die Last gleichmäßig über den Rücken- und Beckenbereich zu verteilen. Die nach dieser Technologie gefertigten Prototypen wurden im Zuge eines Tragetests mithilfe eines Fragebogens subjektiv bewertet. Die Durchführung einer objektiven Druckverteilungsmessung folgte. Zur Feststellung einer Komfortveränderung wurden die Versuchsergebnisse der Prototypen mit denen ihrer Vorgängermodelle verglichen. Die folgende Formulierung konstruktiver Verbesserungsmöglichkeiten diente als Grundlage für die Weiterentwicklung der Technologie. Basierend auf den Erkenntnissen wurde schließlich ein Rückensystem gefertigt und die Ergebnisse einer erneuten Druckverteilungsmessung analysiert.
Untersuchung der Wärmestandfestigkeit von thermoplastischen Klebstoffen bei Echtlederkaschierungen
(2020)
Kaschierte Textilien gleichen im Automobil Unebenheiten aus und sorgen für eine bessere Optik und Haptik. Zur Herstellung von solchen Verbunden verwendet man thermoplastische Klebstoffe, da sie einfach und schnell in der Handhabung sind. Diese Klebstoffe haben allerdings die Eigenschaft, dass sie bei entsprechenden Temperaturen wiederaufschmelzbar sind. Im Fahrzeuginnenraum kann es im Sommer schnell sehr heiß werden, dabei dürfen sich die Klebstoffe nicht lösen. Ob ein thermoplastischer Klebstoff den auftretenden Temperaturen standhält ist von seinem Schmelz- und Erweichungsbereich abhängig. Diese Angaben können über rheologische Messungen ermittelt werden, welche jedoch keine Auskunft über die Verbundfestigkeit bieten. Aus diesem Grund ist ein Testverfahren sinnvoll, welches auf einfachen und schnellen Weg eine Aussage zu den Hafteigenschaften thermoplastischer Klebstoffe unter Wärmeeinfluss liefert.
Das Ziel dieser Bachelorarbeit ist es, Richtlinien für die Entwicklung ds Sitzes im Automobilbereich aufzustellen, die die Bildung von punktuellen Lederüberdehnungen im Sitzkissen verhindern. Hierzu stellt sich folgende Forschungsfrage: Welche Faktoren tragen zur Lederüberdehnung im Kissenspiegel eines Fahrzeugsitzes die entscheidende Rolle? Kann dabei ein einzelner Effekt heraus kristallisiert werden, der die Ursache für das Schadensbild ist?
Um die vorangegangene Frage zu beantworten, wird zunächst eine genaue Betrachtung der beeinflussenden Parameter durchgeführt. Zusätzlich erstreckte sich die Analyse des vorliegenden Schadensbild über eine Wettbewerbsanalyse des Fhrzeugmarktes. Durch einen ausgiebigen Laborversuch mit einem Prüfstand wurden verschiedene Einflussfaktoren des Leders geprüft. Außerdem wurde Mustersitze für einen realen Dauerlauf gefertigt und diese kundennah getestet.
Die Analyse hat ergeben, dass die Einflüsse einer komplexen Kombination zu Grunde liegen.
In dieser Arbeit wurden textile Drucksensoren auf kapazitiver, resistiver bzw lichttechnischer Basis untersucht. Das Ziel dabei bestand darin, das geeignetste Prinzip für eine textile Drucksensormatte zu finden. Dafür wurden verschiedene Materialien auf ihre Funktionalität und Beständigkeit als textiler Drucksensor getestet.
In der vorliegenden Bachelorarbeit, welche in Zusammenarbeit mit der TENOWO Mittweida GmbH entstanden ist, wird eine Bewertung und Optimierung flammhemmender Nähwirkvliesstoffe mit verschiedenen Faserstoffzusammensetzungen durchgeführt. Ziel ist es, einen flammhemmenden Vliesstoff aus den gesammelten Daten zu konstruieren, der die Brandschutzanforderungen im automobilen, sowie im Objektbereich erfüllt. Motivation dieser Arbeit ist es, einen Beitrag zur Entwicklung und späteren Herstellung flammhemmen¬der Vliesstoffe zu leisten, die in ihren Einsatzgebieten die Brandschutzanforderungen erfül¬len oder übertreffen und somit öffentliche Gebäude und Kraftfahrzeuge aller Art sicherer gestaltet werden können.
Hierfür wird zunächst eine Recherche über geltende Normen im Automobil- und Objektbe-reich durchgeführt und ein geeignetes Prüfverfahren ausgewählt. Nach der Auswahl von Vliesstoffen mit unterschiedlichen Faserstoffzusammensetzungen und verschiedenen Flä-chenkonstruktionen erfolgt die Brennprüfung und die Bewertung der Ergebnisse.
Die Versuche ergeben, dass der Einsatz von flammhemmenden Fasern in Vliesstoffen die Brennbarkeit mindert. Weiter stellt sich heraus, dass die Flächenkonstruktion der unter-schiedlich verfestigten Vliesstoffe das Brennverhalten maßgeblich positiv oder negativ be-einflussen kann. Außerdem werden Faserstoffkombinationen aufgezeigt, die sich nicht für einen flammhemmenden Einsatz eignen.
In den vergangenen Jahren bestimmten immer häufiger Naturkatastrophen unser Nachrichtengeschehen. Einen hohen Anteil daran haben heftige Stürme, besonders in den Wintermonaten. Windböen mit Windstärken von bis zu 140~Kilometern in der Stunde waren keine Seltenheit. Jährlich entstehen für die Versicherungen, zum Beispiel durch abgedeckte Häuser, Kosten im Milliardenbereich. Auf dem Markt existieren verschiedene statisch ausgelegte Orkanschutzsysteme. Für einen dynamischen Orkanschutz wird ein System benötigt, das sich der Windlast anpasst, das also über eine windlastabhängige Porosität verfügt. Dies soll mit einem textilen Gitter erreicht werden, das mit einer Silikonschicht kaschiert wird. Hierfür bedarf es eines möglichst verschiebefesten Gitters zum Erhalt einer einheitlichen Gittergröße und somit eines guten Schutzes.
Textile Gitter kommen bereits heute im Bereich der technischen Textilien häufig zur Anwendung z.B. im Bereich der Bau- oder Geotextilien. In der Regel sind gewebte Gitter nicht verschiebefest und es bedarf einer Beschichtung, um dies zu erreichen. Im vorliegenden Fall soll ein möglichst verschiebefestes Gitter auf Basis der Open-Reed-Webtechnologie entwickelt und geprüft werden.
Hierzu existieren verschiedene Herstellungsverfahren, die kurz vorgestellt werden. Des Weiteren werden die Bindungsentwicklung erläutert, der Einfluss verschiedener Parameter wie Schussdichte, Abstand der ORW-Verkreuzungen und Schussart (gedreht oder ungedreht) auf die Schiebefestigkeit untersucht und die geeignete Bindung für den Einsatz als Orkanschutz ermittelt. Zur Überprüfung der Verschiebefestigkeit kommen der Scherrahmenversuch, der Fadenauszugversuch und die Ermittlung des Verschiebewiderstands zum Einsatz. Anhand der Versuchsergebnisse wird der Einfluss der Parameter untersucht und erläutert.
Der Klimawandel, die Verschmutzung der Weltmeere und das Insektensterben sind nur einige der großen Problematiken, der sich die Weltbevölkerung im 21. Jahrhundert gegenübersieht. Es sind Themen, die nach schnellen und effektiven Lösungen und vor allem einer Bewusstseinsveränderung in den Köpfen der Menschen verlangen.
Diese, in Kooperation mit der FALKE KGaA in Schmallenberg entstandene Bachelorarbeit befasst sich mit der Möglichkeit, die petrochemische Faser Polyamid 6.6 durch Fasern aus Biopolymeren zu ersetzen. Hintergrund dieser Untersuchung ist der in Politik und Gesellschaft viel diskutierte Umgang mit endlichen Ressourcen, sowie die aktuelle Debatte um das enorme Aufkommen nichtabbaubaren Abfalls.
Die durchgeführten Qualitätsprüfungen an Garnen und Gestricken aus vollständig biobasiertem, nicht bioabbaubarem Polyamid 10.10 und vollständig biobasiertem und industriell kompostierbarem Polylactid haben gezeigt, dass der Einsatz von Biopolymeren anstelle synthetischer Polymere grundsätzlich möglich ist.
Steckt hinter der Substitution des synthetischen Polymers mit einem Biopolymer jedoch der Anspruch, ein nachhaltiges Produkt herzustellen, ist der Austausch des Fasermaterials allein nicht ausreichend. Die Textil- und Bekleidungsindustrie muss Verantwortung übernehmen und sich umstrukturieren.