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In vorliegender Arbeit wir der Prozess des PUR-RIM-Schäumens hinsichtlich unerwünschter Blasen im Schaum von Kraftfahrzeuglenkrädern untersucht. Zur Steigerung der Qualität werden die Methoden der statistischen Versuchsplanung nach Taguchi und Shainin und dort insbesondere die Multi-Vari-Analyse herangezogen. Zunächst wird auf die einzelnen Komponenten der Versuchsplanung und den Schäumprozess eingegangen. Es folgt eine ausführliche Analyse zu möglichen Ursachen. Der weitere Verlauf der Prozessoptimierung, aufbauend auf die vorliegenden Ergebnisse, ist aufgezeigt.
Die vorliegende Arbeit dient der verkehrstechnischen Untersuchung des Knotenpunkts Zwickauer Straße / Höferstraße der Stadt Reichenbach im Vogtland, einem Teilstück des von der Stadt geplanten Innenstadtrings. Ziel des Innenstadtrings, und damit auch dieser Arbeit, ist die Verbesserung der Qualität des Verkehrsablaufs in der Innenstadt. Zunächst wird anhand der Ergebnisse einer Verkehrsuntersuchung eine Prognose der zu erwartenden Verkehrsstärken für den Entwurfsknoten erstellt. Weitere Punkte der Zustandsanalyse sind die Zusammenstellung der planerischen Rahmenbedingungen und die Mängelanalyse. Hieraus werden drei Vorplanungsvarianten abgeleitet, diskutiert, gegenübergestellt und eine Vorzugsvariante gewählt. Neben der Betrachtung von Optimierungsansätzen der Vorzugsvariante wird diese zur Entwurfsplanung weiterentwickelt. Der Entwurf erfüllt die geforderten Ziele dieser Arbeit und bildet damit die Basis einer leistungsfähigen Gestaltung des Knotenpunktes.
Die Steigerung der Einstellhubzahl bei der Fertigung von Karosserieteilen bietet eine Möglichkeit zur Effizienzsteigerung im Presswerk. Neben dem Bauteiletransfer innerhalb der Presse stellen dynamische Bewegungsabläufe im Werkzeug Störungsquellen bei der Erreichung höherer EHZ dar. Konventionelle Werkzeugkomponenten stoßen hierbei häufig an ihre Belastungsgrenzen. Diese Tatsache erfordert eine zunehmend hubzahlorientierte Auslegung von Betriebsmitteln. Bei der Konstruktion von Presswerkzeugen bilden derzeit jedoch hauptsächlich Erfahrungswerte und Referenzen die Grundlage zur Absicherung der geforderten Hubzahl. Dieses Vorgehen kann zur Überlastung einzelner Komponenten und somit zu erhöhten Lärmemissionen, Verschleiß oder zu deren Versagen führen. Im Rahmen dieser Arbeit wird zunächst der Einfluss der Hubzahl sowie der Wahl der Produktionspresse auf das Presswerkzeug analysiert. Die Grundlage hierfür bildet dabei die Erarbeitung einer Methode zur Berechnung momentaner Stößelgeschwindigkeiten. Die Kenntnis über diese Größen ermöglicht das Aufzeigen von Einsatzgrenzen für eingesetzte Werkzeugkomponenten. Der Hauptteil beschäftigt sich mit der Erstellung von Berechnungsvorschriften zur Auslegung bzw. Auswahl von Norm- und Kaufteilen zur Absicherung der max. erreichbaren Ausbringung im Presswerk. Diese ermöglichen beim direkten Einsatz oder als Grundlage für die Überarbeitung und Erweiterung von Konstruktionsrichtlinien eine hubzahlorientierte, belastungsgerechtere Werkzeugkonstruktion. Hierzu gehören neben der Berechnung erforderlicher Schieberrückholkräfte, die Auslegung von Schieberanschlägen, Rollenvorbeschleunigungen sowie Niederhalterdämpfungen. Weiterhin werden umfangreiche Untersuchungen zur Belastung des Werkzeugführungssystems infolge hoher Hubzahlen durchgeführt. Anhand dieser Ergebnisse können Empfehlungen für die Auswahl von Führungssäulen sowie die Gestaltung von Stollenführungen gegeben werden.
Die Erarbeitung von Optimierungsstrategien hat das Ziel eine wirtschaftliche, sichere und störungsfreie Produktion zu schaffen. Die Optimierungsstrategien werden mittels Analysen und Methoden der Prozessoptimierung aufgezeigt. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt in der Lokalisierung der Schwachstellen im Fertigungsprozess und den dafür zu entwickelnden Verbesserungsmaßnahmen.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Erarbeitung eines konstruktiven Entwurfs für einen Systemprüfstand zur Analyse und Messung des instationären Verhaltens von aktiven Kraftfahrzeugschwingungsdämpfern. Dazu wird zunächst die Entwicklung von passiven Schwingungsdämpfern hin zu aktiven Schwingungsdämpfern und die daraus resultierende Notwendigkeit eines neuen Systemprüfstandes dargestellt. Anschließend werden bestehende Prüfprinzipien für Schwingungsdämpfer betrachtet, einschließlich ihrer Vor- und Nachteile. Das Prüfprinzip des Viertelfahrzeugprüfstandes wird in der Arbeit weiterverfolgt. Betrachtet wird dabei das Verhalten eines Rades des Fahrzeuges, mit zugehörigem Federbein (Fahrzeugfeder und Schwingungsdämpfer) und einem Viertel der Fahrzeugmasse. Zur Ermittlung der Anforderungen an die Bauteile wird ein Simulationsmodell des Viertelfahrzeugs erstellt. Mit den Simulationsergebnissen erfolgt die Auslegung und Auswahl aller notwendigen Komponenten und Bauteile des Prüfstandes. Abschließend erfolgt die Untersuchung bezüglich der Aufstellung des Prüfstandes. Ziel ist hierbei, die übertragenen Schwingungen auf den Boden, die der Prüfstand verursacht, zu minimieren.
Trotz sinkender Unfallzahlen und geringen Anzahlen von tödlich verletzten Personen bei Unfällen, ist das Sicherheitspotenzial in Pkw's noch nicht voll und ganz ausgeschöpft. Um den Insassen optimal zu schützen, ist es Aufgabe des Ingenieurs vorhandene Schutzsysteme zu verbessern und gegebenfalls neue zu entwickeln. Von den einzelnen Ländern werden die vorhandenen Sicherheitsgesetze immer wieder aktualisiert. Dadurch werden die Automobilhersteller gezwungen ihre Fahrzeuge ständig sicherer zu gestalten um den aktuellen Gesetzen zu entsprechen. Denn ohne das Bestehen von Crashtests und die Erfüllung der gesetzlichen Vorschriften wird kein Fahrzeug zugelassen. Somit sind alle Neufahrzeuge immer auf den aktuellsten Stand des Insassenschutzes. Gesetzlich nicht vorgeschriebene Verbraucherschutztests zeigen dem Verbraucher anhand von übersichtlichen Ergebnissen den jeweiligen Sicherheitsstandard eines Fahrzeuges. Gurt- und Airbagsysteme sind ein wesentlicher Bestandteil des Insassenschutzes und werden ständig verbessert bzw. es werden in Fahrzeugen verbesserte Systeme nachgerüstet. Mittlerweile gibt es für jede einzelne Körperpartie einen eigenen Airbag, der die bei einem Unfall auftretenden Verletzungen minimieren soll. Die von Sicherheitssystemherstellern entworfenen Modelle für Airbagmodule oder z.B. Gurtstraffer müssen vom Konstrukteur in der Karosseriekonstruktion entsprechend berücksichtigt werden, um entsprechenden Bauraum zur Verfügung zu stellen. Das Ziel dieser Diplomarbeit ist es, aktuelle Gesetze und Gesetzesänderungen zum Thema Insassenschutz national und international aufzuzeigen. Am Beispiel vom VW New Beetle werden vorhandene Sicherheitssysteme analysiert und Verbesserungspotenzial aufgezeigt. Auf dieser Basis werden 2 Konzepte für nachrüstbare bw. bei einem Modelwechsel verwendbare Insassenschutzsysteme vorgestellt.
Die vorliegende Arbeit zeigt die Entwicklung einer modular konzipierten Methode zur Fertigung eines nachträglich in eine bestehende Geometrie einer Reserveradmulde eingesetzten Bauteils. Auf Basis der möglichen Nutzung werden Anforderungen definiert, geeignete Ausführungsvarianten sowie Fertigungsverfahren betrachtet und verwendete Materialien festgelegt. Die zu erwartenden Belastungen, denen das Bauteil standhalten muss, werden Crashtestauswertungen entnommen.
Durch Verwendung von moderner Bauraumerfassung im 3D-Scanverfahren und Methoden der numerischen Simulation kann die Entwicklung bis zur Fertigung eines einsatzfähigen Prototyps vollständig ohne physische Modelle erfolgen. Mit der Simulation werden die ausgewählten Fertigungsverfahren anhand der ermittelten Belastungen untersucht und entsprechend ausgelegt.
Abschließend stehen die Prototypfertigung und der Vergleich mit den Simulationsergebnissen.
Im Rahmen der Neuentwicklung von Handschaltgetrieben werden in der vorliegenden Diplomarbeit die vorhandenen Verluste des zu untersuchenden Getriebes zunächst detailliert analysiert und für einen kritischen Betriebspunkt berechnet. Dadurch werden Optimierungsmöglichkeiten erkenntlich. Auch die theoretischen Zusammenhänge der Wärmeabführung bei Getrieben werden beschrieben. Experimentielle Untersuchungen dazu wurden nicht durchgeführt. Des weiteren werden die existierenden Methoden der Wirkungsgradermittlung dargestellt und hinsichtlich ihrer Vor- und Nachteile sowie Funktionsweise verglichen. Im zweiten Teil der Arbeit wird der Wirkungsgrad in einem Betriebspunkt exemplarisch berechnet sowie aus einer Kombination aus Rechnung und Schleppmomentmessung ermittelt und diskutiert. Der letzte Teil der Arbeit beschreibt und interpretiert die experimentiellen Untersuchungen zum Einfluss konstruktiver und tribologischer Parameter auf das Temperaturverhalten wobei insbesondere auf das Einlaufverhalten der Getriebe eingegangen wird. Grundsätzlich zeigt jedes Getriebe einen Einlaufeffekt. Anhand von zahlreichen Versuchen wird deutlich, dass die momentübertragenden Zahnräder den überwiegenden Teil der Getriebeerwärmung und des Einlaufeffektes verursachen. In der Arbeit werden Algorithmen vorgestellt wie bei zukünftigen Neuentwicklungen die Verlustleistung bereits in der Konzipierungsphase theoretisch ermittelt werden kann, so dass eine Optimierung des Wirkungsgrades und damit des Temperaturverhaltens möglich ist.
Um eine geprüfte Qualität von Hydraulikpumpen garantieren zu können, ist vor der Auslieferung an den Kunden ein Funktionsnachweis üblich. Durch die Begrenzung der elektrischen Anschlussleistung der HyPneu GmbH auf 90 kW, ist eine Vollprüfung großer Hydraulikpumpen aktuell nicht möglich. Aus diesem Grund wird ein rekuperativer Pumpenprüfstand projektiert, dessen permanente Prüfleistung über der elektrischen Anschlussleistung liegt. Dabei wird die Belastungsleistung der zu prüfenden Pumpe durch die Verschaltung des Verdrängungsvolumens mit einem verstellbaren Hydromotor zurückgewonnen. Diese Arbeit gibt zuerst einem grundlegenden Überblick über die verfügbaren Hydraulikkomponenten. Weitere Schlüsse werden aus der Analyse des bestehenden Hydraulikpumpenprüfstandes beim Auftraggeber gezogen. Durch die Erarbeitung eines morphologischen Kastens werden verschiedene Funktionsprinzipien aufgezeigt und das weiterführende Konzept mittels einer Variantenbewertung festgelegt. Die Überprüfung der Realisierbarkeit des Systems erfolgt durch eine Simulationssoftware. Eine besondere Stellung nimmt dabei die Entwicklung einer geeigneten Regelung ein, auf welcher das Funktionsprinzip beruht. Entsprechend der resultierenden Ergebnisse der Simulation werden die benötigten Komponenten dimensioniert. Abschließend erfolgt die Darstellung des entstandenen Prüfstandeskonzeptes in Form eines CAD- Modells.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der systematischen Körperschallbeschreibung eines Bahn-Klimagerätes mit Einsatz von FE-Simulationsdaten. Es wird ein Simulationsmodell des Klimagerätes aufgebaut. Dieses wird dazu genutzt, dynamische Kenngrößen der Gerätestruktur zu ermitteln. Die strukturbeschreibenden Größen werden zusammen mit gemessenen Quellanregungen für die Körperschallbeschreibung des Klimagerätes genutzt. Es erfolgt ein Vergleich der Ergebnisse mit einer Körperschallberechnung die ausschließlich auf Messdaten basiert. Die unter den Betrachtungspunkten Modellierungsaufwand und Rechenzeit erreichte Ergebnisgenauigkeit und Einflüsse auf diese werden diskutiert.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Ziel, ein geeignetes Modell zur computergestützten Dämpferauslegung von Serienfahrzeugen zu entwickeln. Zur Modell-Validierung werden Messungen an Einzeldämpfern unter dynamischen Beanspruchung zur Ermittlung viskoelastischer Dämpferkenngrößen durchgeführt. Grenzen des vorhandenen Auswerteprogramms werden aufgezeigt und eine neue Auswertemethode eingeführt. Diese wird genutzt, die komfortbeeinflussenden Größen, wie Verlustwinkel und frequenzabhängige Verhärtung eines Dämpfers, in ein vertikaldynamisches Gesamtfahrzeugmodell zu integrieren. Im Rahmen dieser Arbeit wird die Eignung des Geamtfahrzeugsmodells und der simulierten Dämpfereigenschaften durch Messungen am Fahrzeug auf einer servohydraulischen Prüfanlage beurteilt. Die Übertragungsfunktionen aus den Messwerten und den mit Hilfe des Programmiersystems MATLAB erstellten Simulationsergebnissen werden miteinander verglichen, wobei als Anregungen stochastische Wegsignale sowohl auf das reale Schwingungssystem als auch im Modell aufgeprägt werden. Eine Studie der Einflussnahme von Parameterveränderungen der Fahrwerkseigenschaften ist Vorrausetzung für eine ganzheitliche Betrachtung des komplexen Schwingungssystems Kraftfahrzeug. Mit Hilfe dieser Erkenntnisse wird abschließend eine Optimierung der Anforderungen bezüglich Schwingungskomfort und Fahrsicherheit am Gesamtfahrzeugmodell durchgeführt.
Ziel dieser Diplomarbeit ist es, ein Software-Auslegungsprogramm für das System 'Betsy®' zu erstellen. Das System wird außerdem hin-sichtlich Aufbau, Wirkungsweise und Regelung betrachtet. Der Pro-grammablauf wird in einem Struktogramm dargestellt. Weiterhin wird in den theoretischen Grundlagen auf die Wärmeübergangsarten, die Ähnlichkeitstheorie, die Ähnlichkeitskennzahlen, die thermischen Behaglichkeitskriterien, sowie auf die herkömmliche Deckenstrahl-heizung und die Kühldecke eingegangen. <!-- #h:dissdiplSoftware-Auslegungsprogramm.doc# -->
In der Arbeit wurden alternative Kohlenstoffquellen zu Saccharose in einem Verfahren zur Reinigung von Wässern aus einer Aquakulturanlage untersucht. Die Reinigung erfolgte durch heterotrophe Assimilation in einem Membranbioreaktor. Weiterhin wurde für diese Anlage die Belastungsgrenze hinsichtlich der Gesamtfischmasse bestimmt.
Die Modalanalyse ist ein wichtiges Werkzeug zur Charakterisierung modaler Parameter einer Struktur. Im Rahmen dieser Arbeit wurde an einem Versuchsträger gezeigt, welche Einflüsse Änderungen der Werkstoffverbindung auf die modalen Eigenschaften haben. Die Arbeit gibt einen Überblick sowohl über die Vorgehensweise der Modalanalyse im Experiment als auch über die der Simulation. Die Ergebnisse der verschiedenen Ansätze wurden vergleichend dargestellt und bewertet. Dabei wurden Fehlerquellen und entsprechende Lösungsansätze genannt.
Diese Diplomarbeit hat die Konzeptionierung eines Systems zur Luftstromregulierung zum Ziel. Dabei werden bereits existente Serienbauteile durch Überarbeitung einbezogen, um eine schnell umsetzbare Möglichkeit zur Optimierung der Aerodynamik und des Kraftstoffverbrauches eines Fahrzeuges zu erreichen. Hierfür werden zunächst einige Grundlagen zur Aerodynamik und dem Funktionsprinzip eines solchen Regulationssystems erläutert.
Weiterhin wird sowohl Einblick in die bereits bestehenden Umsetzungen von Kühlerjalousien diverser Hersteller gegeben, als auch in die Ideenfindungsphase, die in diesem Prozess erfolgte.
Im Hauptteil der Arbeit wird speziell auf die Konstruktion des Konzeptstandes eingegangen, dabei gilt besonderes Augenmerk der Bearbeitung verschiedener am Gesamtsystem beteiligter Bauteile. Letztlich wird aufgezeigt, welche Optimierungsmöglichkeiten bestehen und welche Verfahren notwendig sind, um einem seriennahen Stand erreichen zu können. Der Fokus liegt dabei auf den Veränderungen der Bauteile im Gesamtprozess der Konzeptionierung.
In der Arbeit wird die Entwicklung eines Sonderzylinders für eine Umformmaschine in Zusammenhang mit einer energiesparenden Hydraulischen Steuerung behandelt. Das Besondere der Umformmaschine ist, dass die erforderliche Presskraft nicht wie gewöhnlich über einen Zylinder, sondern über vier Zylinder erzeugt wird. Zudem sollen die Arbeitszylinder zugleich die Führungsaufgabe übernehmen um zusätzliche Führungssäulen einzusparen. Die Momente und Kräfte, die den Zylinder durch den Umformgang belasten, werden abgeschätzt. Es wird ein Zylinder konstruiert, der die wirkenden Momente und Kräfte aufnehmen kann. Zusätzlich erfolgt ein Kostenvergleich zwischen dem entwickelten Sonderzylinder und der Variante herkömmliche Zylinder mit separaten Führungssäulen um eventuelle Kostenvorteile darzustellen.
Die vorliegende Arbeit hat zum Ziel, die in der Bekleidungsindustrie eingesetzten elastischen Bänder hinsichtlich ihrer technischen Eigenschaften zu charakterisieren. Die zu prüfenden Bänder wurden in Anlehnung an die DIN 14704-3 auf verschiedene Eigenschaften unter verschiedenen Einflüssen geprüft. Um der Praxis nahe zu kommen, wurden die elastischen Bänder z.B. im Verbund mit ihren dazugehörigen Begleitmaterialien, unter Einfluss verschiedener Stichtypen und nach dem Waschgang auf ihre Dehnungseigenschaften untersucht. Zur Prüfung standen von der Firma Anita Dr. Helbig GmbH 5 verschiedene Artikel der unterschiedlichen Kollektionen zur Verfügung.
Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde der technische Stand von einzelnen Baugruppen von elektrounterstützten Zweirädern aufgeführt. An Hand der Leistungsmerkmale erfolgte eine Unterteilung in die drei Fahrzeugklassen Pedelec, S-Pedelec und M-Pedelec. Anschließend erfolgte eine ausführliche Analyse der Rahmenrichtlinie sowie der zutreffenden Einzelrichtlinien der Europäischen Gemeinschaft welche für die Fahrzeugklasse der S-Pedelecs in Frage kommen. Hierbei wurde das Augenmerk besonders auf Verweise innerhalb der EG- Richtlinien für Kleinkrafträder mit niedriger Leistung gelegt. Für die Bewertung der Anforderungen der EG- Richtlinien stand die Anwendbarkeit für die S-Pedelecs im Vordergrund. Daraus ergaben sich Vorschläge für eine eigene Fahrzeugklasse innerhalb der Richtlinie sowie mögliche Anforderungsmerkmale. In einem weiteren Kapitel dieser Arbeit wurden für anschließende Bremsentests mit S-Pedelecs und Pedelecs Testbedingungen ausgearbeitet welche sich an der Richtlinie 93/14/EG und der DIN EN 14764 orientieren. Bei den Bremsentests auf trockener und nasser Fahrbahn wurden S-Pedelecs und Pedelecs unterschiedlichster Ausstattung und Bauweise getestet um Aussagen über das Bremsverhalten von S-Pedelecs und Pedelecs treffen zu können. Im letzten Kapitel wurde eine Übersicht von Einflussfaktoren für Gefahrenmomente im öffentlichen Verkehrsraum für die Definition und Bewertung dieser erarbeitet. Daraus konnten drei Gefahrenmomente, die sich aus der Nutzung von S-Pedelecs/Pedelecs im öffentlichen Verkehrsraum ergeben, identifiziert werden.
Das Ziel dieser Arbeit ist es, eine Aussage über die Anwendbarkeit eines Aluminiumwerkstoffes (Aluminium-Metal-Matrix-Composites, weiterführend A1-MMC genannt) bei einer Bremsscheibe eines PKW zu treffen. Neben einer rechnerischen Ermittlung der thermischen Belastung während unterschiedlicher Bremsvorgänge bzw. Bremszyklen sollen Unterschiede der Bremsscheibenwerkstoffe Aluminiumlegierung (A1-MMC) und Grauguss dargestellt werden. Weiterhin werden konstruktive Entwürfe für eine Leichtmetallbremsscheibe erstellt und zwei Varianten als Prototypen ausgelegt und gefertigt. Diese Prototypen werden auf verschiedenen Prüfständen untersucht, die Ergebnisse ausgewertet und eine optimierte Ausführung vorgeschlagen. Anschließend wird eine Bewertung hinsichtlich des Einsatzes in einem Serienfahrzeug vorgenommen. Die einteilige A1-MMC- Bremsscheibe (Prototyp) für die AUDI A4-Hinterachse bestand alle durchgeführten Tests auf dem Prüfstand hinsichtlich thermischer und mechanischer Belastung. Da keine fahrzeugrelevanten Bedingungen auf dem Prüfstand simuliert werden können, sind weiterführende Fahrzeugtests notwendig. Werden diese Fahrzeugtests bestanden und eine Optimierung der Anbindung des Scheibentopfes an den Scheibenkranz durchgeführt, ist eine Gewichtseinsparung von 60 gegenüber der Graugussscheibe möglich (Seriengraugussscheibe: 3,55 kg, getestete einteilige A1-MMC-Scheibe: 1,64 kg)
Werkstoffmechanische Charakterisierung funktionaler Polymere mittels experimenteller Methoden
(2009)
Bauteile und Produkte in allen Bereichen der Technik werden in zunehmendem Maße nach Kriterien des Leichtbaus konstruiert. Dabei erfordert die Verarbeitung dieser Leichtbauwerkstoffe neue Fertigungsverfahren und die damit in Verbindung stehenden Modifikationen der Prüfverfahren. Die Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Charakterisierung von Kohlefaserverbundwerkstoffen mittels ausgewählten Messmethoden. Dabei werden unter Beanspruchung eine zerstörungsfreie Analyse des Verformungsverhaltens und das daraus entstehende Dehnungsverhalten des Werkstoffs klassifiziert. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Verwendung und der Herausarbeitung der methodischen Besonderheiten der Grauwertkorrelationsanalyse.
Im Rahmen der Diplomarbeit wurde eine Konzeptionslösung für einen Tiefrahmen erstellt, der an Tiefrahmenfahrgestellen bei Transportern mit Sonderaufbau zum Einsatz kommt. Unter Beachtung verschiedener Leichtbauprinzipien wurde eine Konzeptlösung in Modulbauweise erabeitet. Die Festigkeit vom neu konzipierten ist unter verschiedenen Belastungsfällen analythisch nachgewiesen wurden. Es wurde eine CAD Zeichnungssatz für ein Rahmenbeispiel erstellt und es wurde eine erste Fertigungskostenabschätzung aufgestellt.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines Ideal-Layouts und der Ermittlung der damit verbundenen Anforderungen zur Realisierung von technischen Servicedienstleistungen in einem Local After-Sales Service Center der Otto Bock HealthCare GmbH. Die Nichtanwendbarkeit fabrikplanerischer Methoden aus dem klassischen Feld der Produktion, resultierend aus der hohen Produktvielfalt bei geringer Auftragsmenge, stellte sich als Schwierigkeit heraus. Dies machte es notwendig, plausibel über alternative Ansätze das Planungsziel zu erreichen. Um eine Aussage über die benötigten Anforderungen und Kapazitäten treffen zu können, wird konkret am russischen Markt eine Erweiterung betrachtet und umfassender analysiert. Im Vorfeld werden die Anforderungen an das Service Center untersucht und im Rahmen der Ist-Analyse die globalen Faktoren aufgezeigt und deren Einflüsse näher erörtert. Zusätzlich wird der Markt analysiert und bewertet, um anschließend ein Produktionsprogramm abzuleiten. Es wird jedoch nur auf immobile Produktionsfaktoren eingegangen, womit die Leistungserstellung in ortsfesten Räumlichkeiten stattfindet. Im Anschluss an die Analyse und Dimensionierung des Local After-Sales Service Centers wird aus dem erstellten Anforderungsprofil ein Ideal-Layout abgeleitet, welches den idealen Flächenbedarf zur Umsetzung einer Servicewerkstatt aufzeigt. Abschließend wird auf Basis der so gewonnenen Daten anhand der Break-Even-Analyse eine Rentabilitätsbewertung getroffen.
Im Rahmen der Arbeit wird eine optimale Methode zur Beurteilung und Optimierung des Ablaufes von PKW-Reparaturlackierungen entwickelt. In der Arbeit erfolgt die Übersicht von Zeitermittlungsmethoden, Auswahlkriterien und praktischen Beispielen zur Bestimmung der optimalen Methode. Als ausgewählte Methode wird das Verfahren MTM-MEK bestimmt. Für dieses Verfahren wird eine Vorgehensweise für die Erstellung eines Planzeitwertsystems vorgeschlagen. <!-- #h:dissdiplReparaturlackierung.doc# -->
Entwicklung eines Konzeptes zur messtechnischen Erkennung für geschweißte Bolzen an Rohkarosserien
(2001)
Die Diplomarbeit beschäftigt sich damit, eine Messstrategie zu entwickeln, die im Karosseriebau der VW Sachsen GmbH zur Kontrolle von geschweißten Bolzen bezüglich festgelegter Parameter eingesetzt werden kann. Die Anforderungen an ein solches Messverfahren sind in Form eines Lastenheftes dargestellt. Zur Findung einer Lösung werden wichtige Verfahren vorgestellt und weiterführend umfangreiche Voruntersuchungen und Recherchen unternommen. Das Einbeziehen verschiedener Firmen sowie die Durchführung praktischer Versuche waren dabei eine Vorraussetzung für das Erreichen der Zielsetzung. Auf Basis der durchgeführten Analysetätigkeit wird eine technische Lösung vorgeschlagen.
Durch die Einführung des Modularen Querbaukastens (MQB) im Volkswagen Konzern kam es zu einem raschen Anstieg an Modellvarianten und Derivaten. Dieser Anstieg führte auch zu einem erhöhten Modellspektrum bei der Volkswagen Sachsen GmbH, bei der diese Arbeit entstanden ist. Gegenstand dieser Diplomarbeit ist es herauszufinden, wie zukünftig das Volumen an zu bearbeitenden Messe- und Pressefahrzeugen zu bewältigen ist und dafür entsprechende Lösungsvarianten zur Optimierung zu präsentieren. Hierfür wird eine Ist-Analyse durchgeführt, in der die Entwicklung der Modellvarianten und der Fahrzeugstückzahlen untersucht wird. Aus den Erkenntnissen wird eine Prognose für die Jahre 2016 und 2017 gegeben. Außerdem erfolgt eine Ist-Analyse des Herstellungsprozesses, indem der Ablauf der Messe- und Pressefahrzeuge mit dem der Vorserienfahrzeuge verglichen wird. Daraus werden die Mehraufwände für Messe- und Pressefahrzeuge abgeleitet. Nach der Ermittlung der Mehraufwände und der prognostizierten Bedarfe erfolgt ein Abgleich mit den vorhandenen Kapazitäten. Die vorangegangenen Ergebnisse werden genutzt, um ein Soll-Konzept zu erarbeiten und entsprechende Optimierungspotenziale aufzuzeigen. Abschließend wird die gewählte Lösungsvariante betrachtet sowie ein Ausblick auf die Messe- und Pressefahrzeugfertigung bei VW Sachsen gegeben.
In dieser Arbeit wird der Aufbau eines Intel Datacenters beschrieben. Dabei wird auf Themen wie Planung, Sicherheit und Einsatz der Komponenten eingegangen. Des weiteren wird die SSL-Verschlüsselung und das Contentmanagement näher behandelt. Zum Schluss sind noch mögliche Einsatzgebiete für das Datacenter aufgeführt und erläutert.
Im Rahmen dieser Diplomarbeit wird das Verhalten aktueller Magnesium-Knetlegierungen beim Falzen untersucht. Da speziell im Karosseriebau zunehmend Leichtbau betrieben wird, stellen diese Knetlegierungen mit geringer Dichte die Umformtechnik vor neue Herausforderungen. Speziell das Herstellen des Hohlfalzes in drei Stufen soll hierbei den roten Faden spiegeln. Dieser muss nach bisherigen Erkenntnissen T>300°C hergestellt werden, um geeignete Oberflächen zu erhalten. Da im Karosseriebau diese Falze verklebt werden und Dichtklebstoffe derzeit bis maximal T=275°C verfügbar sind, wird mittels experimentellen Untersuchungen die Eignung aktueller AZ31-Bleche im Falzprozess unterhalb T=300°C durchgeführt. Dies geschieht mit speziell angefertigten und beheiztbaren Falz-Werkzeugen. Der erstellte Versuchsplan umfasst dabei die Kraft-Weg-Messung, die Oberflächen-Rauheiten und den jeweiligen Temperaturverlauf der angefertigten Proben. Die Kriterien der Auswertung werden aus diesen Experimenten abgeleitet und stellen den aktuellen Stand der Technik dar, welcher richtungsweisend weiteren Forschungen als Basis dienen soll.
Aufgrund höher werdender Ansprüche in Industrie und Technik gestaltet sich auch deren Bearbeitung immer anspruchsvoller. Zu diesen hochbeanspruchbaren Werkstoffen zählen unter anderem Legierungen auf der Basis von Nickel, die sich durch Temperaturbeständigkeit sowie hohe Härte- und Zähigkeitswerte auszeichnen. Der Inhalt dieser Diplomarbeit befasst sich mit den spanenden Bearbeitungsmöglichkeiten solcher Nickelbasislegierungen. Genauer werden daraufhin die auftretenden Spanungskraftkomponenten betrachtet. Von besonderem Interesse sind dabei die Schnitt-, Vorschub- und Passivkraft. Weiterhin sollen aus dem Vergleich mit reell auftretenden Kräften aus experimentellen Untersuchungen, Möglichkeiten der Krafberechnung aufgezeigt und erweitert werden.
Diese Arbeit befasst sich mit Schwingenlagerungskonzepten eines Moto2- Rennmotorrades, welche eine gezielte Positionsänderung des Schwingendrehpunktes in zwei Dimensionen ermöglichen sollen. Es erfolgt die konzeptionelle Erstellung verstellbarer Schwingenlagerungen, die den gestellten Anforderungen entsprechen und in die gegebenen Rahmenbedingungen einfließen. Neben bereits bestehenden Verstellmöglichkeiten werden hier besonders neue und innovative Konzepte für eine Lageänderung des Schwingendrehpunktes mit einbezogen. Über eine Steifigkeitsanalyse wird beurteilt wo die günstigste Positionierung der Lagerung erfolgen kann. Im Anschluss werden die Lagerauswahl und alle notwendigen Normteile ausführlich behandelt. Abschließend werden die Ergebnisse der geometrischen Analyse des Verstellsystems hinsichtlich ihres Einflusses auf den verfügbaren Einbauraum diskutiert.
Aus der Vielzahl von Kombinationsmöglichkeiten der Sonderausstattungsumfänge der BMW Group gilt es, die kritischen Kombinationen für die Absicherung von Produkt und Prozess im Musterbau herauszuarbeiten und entsprechend abzusichern. Nur so kann sichergestellt werden, dass ein neues Fahrzeug in der gewohnten Qualität, zu den festgelegten Kosten und zum geplanten Zeitpunkt an den Kunden übergeben werden kann. Im Theorieteil dieser Arbeit wurden Möglichkeiten und Vorgehensweisen zur Beherrschung von Komplexität erarbeitet. Dazu war eindeutig der Bedarf nach einer EDV-Unterstützung erkennbar. Die hier entwickelte Methode zur Ermittlung kritischer Fahrzeugkombinatonen stellt eine systematische Vorgehensweise dar. Mit dieser Methode wird erreicht, dass Entscheidungswege dokumentiert und entsprechend nachvollzogen werden können. Eine Rückverfolgung ist dadurch möglich.
Vergleichende Untersuchung von Trägerstrukturen verschiedener Materialien und Verbindungstechniken
(2010)
Schwerpunkt der Arbeit ist die Planung, Durchführung und Auswertung von Laborversuchen anhand idealisierter Trägerprofile, die den vorderen Längsträgerbereich der Porschemodelle Carrera 911 und Boxster repräsentieren. Untersucht werden ausgewählte Werkstoffe, vor allem im Hinblick auf eine stabile Energieaufnahme. Der Versuchsumfang beachtet das Leichtbaupotenzial von Werkstoffen (Umfang sind Aluminiumwerkstoffe, hochfeste Stahlwerkstoffe, Materialmischverbindungen und Magnesiumwerkstoffe) und überprüft Instandsetzungskonzepte anhand der Crashperformance der Fügeverbindungen. Zur Erstellung des Versuchsprogramms wird die FEM als Entscheidungswerkzeug für einzelne Parameter herangezogen. Quasistatische Scherzugversuche und dynamische Stauchversuche ermöglichen eine Bewertung der Werkstoffe und der Fügeverbindungen hinsichtlich ihrer Energieaufnahme und Crashperformance.
Entwicklung der Grundlagen zur Dimensionierung von Kühlwasserfallleitungen für Wasserrückkühlsysteme
(2000)
In dieser Arbeit wurden Grundlagen erarbeitet zur Dimensionierung von Kühlwasserrücklaufleitungen offener Wasserrückkühlsysteme. Ausgangspunkt waren dabei 2 bestehende Anlagen, bei denen der Fallrohrdurchmesser der Rücklaufleitung reduziert wurde. Dadurch sollte eine Vollfüllung des Rohres erzielt werden, ähnlich wie bei Dachentwässerungssystemen mit Druckströmung. Konventionelle Dimensionierungen erfolgen nach Kriterien zur Auslegung von Freispiegelentwässerungsleitungen, für die ein maximaler Füllungsgrad von 0,7 zulässig ist und große Rohrdurchmesser die Folge sind. Durch die Verringerung des Durchmessers in der Falleitung war im kontinuierlichen Betrieb ein Unterschied in der Laufruhe zwischen den Anlagen erkennbar gewesen. Um diesen Unterschied zu erörtern, wurden die Anlagen zunächst hydraulisch nachgerechnet. Anschließend wuren mit den so gewonnenen Ergebnissen sowie unter Zuhilfenahme der Erkenntnisse aus dem Bereich der Dachentwässerungstechnik Grundlagen zur Dimensionierung von Rücklaufleitungen für Wasserrückkühlsysteme erarbeitet.
Die Untersuchungen des theoretischen Faserverlaufs in einem Verzugsfeld werden weitergeführt unter der Berücksichtigung der verschiedenen Faserlängen eines Faserbändchens. Die Lage der Hauptverzugspunktes xs wird über die Summe der Faserlängenabschnitte bestimmt. Weiterhin wird aus vorliegenden praktischen Ergebnissen eine mögliche Nutzung von Verdichtern untersucht. <!-- #h:dissdiplVerzug.doc# -->
Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit Möglichkeiten der Produktionsoptimierung durch Standardisierung von Technologiefolgen und betrieblichen Arbeitsabläufen. Die Untersuchung wurde durchgeführt innerhalb eines Industrieunternehmens des Werkzeug- und Sondermaschinenbaus. Zu Beginn der Arbeit sind dazu zunächst der Begriff und die Zielstellungen der Standardisierung formuliert. Weiterführend werden dem Leser verschiedene Ansätze und Methoden der Produktionsoptimierung vorgestellt und hinsichtlich der Standardisierung in Bezug gesetzt. Im nächsten Schritt wird die WESOBA GmbH anhand ihrer Ablauf- und Aufbauorganisation charakterisiert, sowie der vorhandene Auftragsdurchlauf vorgestellt. Dies bildet die Grundlage, um vorhandene Defizite in den betrieblichen Abläufen festzustellen und darauf aufbauend Maßnahmen zur Standardisierung von Fertigungsabläufen abzuleiten. Speziell wird dabei auf Verfahren der Teileklassifizierung nach Ähnlichkeitsmerkmalen eingegangen. Diese finden durch das Erstellen einer Produktfamilienmatrix, auf Basis eines generalisierten Produktionsablaufschemas innerhalb einer Einzelteilfertigung, Anwendung. Des Weiteren werden Maßnahmen zur Reduzierung nichtwertschöpfender Maschinenzeiten an zwei Portalfräsmaschinen des Unternehmens vorgestellt. Es wird u. A. ein standardisierter Aufspannplan zur Reduzierung von Rüstkosten und zur Vermeidung von Fehlern, anhand einer verbesserten Kollisionsüberwachung, entwickelt. Abschließend sind das Vorgehen sowie entsprechende Umsetzungsmöglichkeiten aufgezeigt, um Standards in betriebliche Abläufe zu implementiert.
Es wird ein Prüfstand zur Untersuchung von Strömungsproben, welche in einem Kraftstoffkreislauf eingebunden sind und verschiedene Strömungsphänomene abbilden, vorgestellt. Ziel des Prüfstandes ist es, Untersuchungen zu ermöglichen, die zur Verträglichkeitsempfehlung für den Einsatz von Werkstoffen im Bereich der Kraftstoffführung resultieren. Im Rahmen der Arbeit soll ein Vergleich von Prüfstands- und Dauerlaufversuchen mit Zylinderköpfen aus dem Werkstoff AlSi6Cu4 die Eignung des Prüfstandes nachweisen. Es wurden Strömungsversuche mit E85 und dem Werkstoff AlSi6Cu4 durchgeführt. Die Versuche erfolgen über eine Zeitdauer von 200 Stunden und einer Kraftstofftemperatur im Probekörper von 50°C
Zur motorunabhängigen Speisung des Bordnetzes für mobile Anwendungen soll eine Kombination von Reformer und Brennstoffzelle in Form einer APU zur Anwendung kommen. Bei der Gemischbildung für die Reformierung des flüssigen Kraftstoffes kommt das Prinzip der Druckstoßeinspritzung zum Einsatz. Auf Basis von hydraulischen und optischen Versuchen sowie PDA-Messungen am Einspritzprüfstand wird ein numerischen Einspritzstrahlmodell mit Hilfe 1D und 3D Simulationstools entwickelt. Hierfür werden u.a. numerische Modelle für den Tropfenzerfall sowie Tropfenverteilungsmodelle angewandt. Nach der Kalibrierung des numerischen Einspritzstrahls werden Varianten der Reformergeometrien für die Gemischbildung vorgestellt, wobei eine erzwungene Luftbewegung gezielt die Erzeugung eines homogenen Gemisches unterstützt.
Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit der Entwicklung und Erstellung eines Konzepts für ein Hallenlayout der Firma Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. KG. Aufgrund der stetig wachsenden Nachfrage in der Automobilzulieferindustrie und einer bevorstehenden Produktmixveränderung ist eine Anpassung des gegenwärtigen Hallenlayouts erforderlich. Dazu soll das Konzeptionierte Layout in die bestehende Gebäudestruktur integriert werden. Die Gestaltung soll unter Berücksichtigung der gegebenen fertigungs- und logistikrelevanten Strukturen stattfinden. Zu weiteren Restriktionen bei der Anfertigung des Entwurfs zählen die Schaffung zusätzlicher Zwischenlagerungsbereiche sowie die Realisierung möglichst kurzer Transportwege. Um die erforderlichen Anforderungen zu erfassen, wird zunächst eine Istanalyse der aktuellen Abläufe durchgeführt. Anhand dieser Auswertung werden Probleme aufgezeigt und daraus Schwerpunkte für die Planung bestimmt. Die gewonnenen Ergebnisse der Betrachtungen werden anschließend für eine Variantenplanung und daraus eine Vorzugsvariante bestimmt. Die Dokumentation soll zu einem späteren Zeitpunkt für die Umsetzung des Konzepts genutzt werden.
Ein zentraler Punkt der Dieselmotorenentwicklung ist die Aufklärung der Strömungsvorgänge im Zylinderraum sowie deren Auswirkungen auf den Verbrennungsprozess. Die experimentielle Bestimmung der Zylinderinnenströmung an seriennahen Motoren dient der Validierung von vorherbestimmten Berechnungsergebnissen zur Gemeischbildung Zur Beobachtung der Strömungen dient das Doppler-Global-Velocimetry (DGV)-Messverfahren. Dieses laser-optische Verfahren, zur flächenhaft ortsaufgelösten Bestimmung des dreidimensionalen Strömungsfeldes, basiert auf dem Doppler Effekt. Die Diplomarbeit befasst sich mit der Weiterentwicklung der Methodik des Doppler-Global-Velocimetry-Messverfahrens zur Ermittlung der Zylinderinnenströmung im geschleppten Motor. Die entwickelte Lichtschnitteinbringung und Bilderfassung zur endoskopischen Aufnahme der Strömungsbilder wurde an einem dafür konfigurierten stationär betriebenen Versuchsaufbau erprobt. Zur Bestimmung des Einflusses der neuen Messtechnik dienen grafische Strömungsbilder, welche aus Vergleichsmessungen zwischen neuer und bisheriger Messtechnik stammen. Es bleibt festzuhalten, dass die Erprobung der entwickelten Lichtschnitterzeugung und des Endoskopsystems erfolgreich war und für die Messung der Zylinderinnenströmung im geschleppten Motor eingesetzt werden kann.
Der Inhalt dieser Arbeit umfasst Grundlagen zur Arbeitskräfte- und Flächenplanung von Autohäusern. Ausgegangen wird von allgemeinen, in der Literatur zu findenden Angaben und Kenndaten. Danach wurde sich mit der praktischen Erfassung von Kenndaten in Autohäusern der Region und deren abgeleiteten Kenngrößen beschäftigt. Eine folgende Analyse vergleicht die praktischen Kenndaten der Autohäuser mit den veröffentlichten Kenndaten aus der Literatur. Am Ende werden Schlußfolgerungen zur Anwendung der Kenndaten zwecks vereinfachter Planung von Autohäusern dargelegt.
Unterschiedliche Quellen heben Anteil an der Geräuschkulisse eines Kraftfahrzeuges. Diese Arbeit widmet sich der durch Luft- und Körperschall abgegebenen Schallenergie von Heiz-Klima-Kanälen. Untersucht wurde der Heiz-Klima-Kanal eines Mittelklassemodells hinsichtlich seiner akustischen Eigenschaften und Potentiale. Um das akustische Verhalten des Kanals besser zu verstehen, wurde die reale Anregung in einzelne Teilanregungen unterteilt. Jede dieser Teilanregungen wurde für sich untersucht und anschließend zu einem Lastkollektiv zusammengefasst. Zur Untersuchung wurden verschiedene Kanalvarianten auf Prüfsständen durchströmt und durchschallt. Überprüft wurden unterschiedliche Methoden zur Optimierung des Serienkanals, sowie verschiedene Varianten des Serienmaterials. Ziel der Arbeit ist die Definition von Auslegungskriterien, mit deren Hilfe, je nach Anforderung an den Heiz-Klima-Kanal, ein optimales Konzept ausgewählt werden kann.
Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung einer Fügetechnik im Mischbau. Im Fokus der Betrachtungen liegt hier das Rändelpressverfahren. Ziel ist es, für diese spezielle Fügetechnik Anwendungsfälle für Fahrwerks- und Antriebskomponenten zu finden. Das Hauptaugenmerk liegt dabei bei der Auslegung einer Gelenkwelle für ein neues Modell der BMW 3er-Reihe. Es werden mehrere Varianten mit dem Konstruktionsprogramm CATIA V5 erstellt, bei denen Kombinationen unterschiedlicher Werkstoffe auftreten. Weiterhin wird für die Antriebs- und Fahrwerkskomponenten Stabilisator und Hinterachsgetriebe untersucht, in welchem Maß das Rändel-pressverfahren hier anzuwenden ist. Im Verlauf der Arbeit werden theoretische Grundlagen über Funktion und Aufbau der Gelenkwelle und anderer Anwendungsfälle, sowie das Herstellungsverfahren des Rändelpressens erläutert. Ein weiterer Bestandteil dieser Diplomarbeit ist die Darstellung von Werkstoffverbindungen zwischen Stahl und Aluminium, CFK und Aluminium, Stahl und Stahl sowie Stahl und Gusseisen. Der praktische Teil beinhaltet das Prüfen dieser Verbindungen hinsichtlich Erfüllung der an die jeweiligen Baugruppen gestellten Anforderungen. Aus den Ergebnissen dieser experimentellen Untersuchungen wird deutlich welches Potential in der Fügetechnik Rändelpressverbindung steckt und welche Werkstoffe mit ihr zu kombinieren sind. In einem abschließenden Variantenvergleich werden die Eigenschaften der Gelenkwellen gegenübergestellt. Als Favorit geht die einteilige Gelenkwelle in Sandwichbauweise hervor.
Fahrräder mit elektrischem Hilfsantrieb erfreuen sich immer größerer Beliebtheit. Im Gegensatz zur fortschreitenden Entwicklung der Elektromotoren und Akkumulatoren wurde im Bereich der Fahrradschaltungen bisher auf konventionelle Produkte aus dem Fahrradsegment zurückgegriffen. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich daher mit der Entwicklung eines elektromotorisch unterstützen Fahrradgetriebes, welches Schaltung und Elektromotor im Bereich der Tretkurbel vereint und so die vorteilhafte zentrale Anordnung aller Antriebskomponenten realisiert. Hauptprobleme bei der Entwicklung eines solchen Antriebskonzeptes sind der eingeschränkte Bauraum sowie die hohen Antriebsmomente an der Tretkurbelwelle. Um ein geeignetes Antriebskonzept zu entwickeln, erfolgt zunächst eine Recherche im Bereich der gegenwärtig verwirklichten Schaltungsprinzipien. Ausgehend von den gewonnenen Erkenntnissen werden vier unterschiedliche Schaltungsprinzipien in Kombination mit einem Elektromotor auf die Tauglichkeit im Fahrrad untersucht. Das Vorzugskonzept in Form eines dreistufigen Planetengetriebes wird konstruktiv umgesetzt und an ein Referenzfahrrad angepasst.
In dieser Diplomarbeit soll eine verdrehwinkelunabhängige Drehmomentkompensation zum Einsatz in einem elektromechanischen Wankstabilisator konzipiert und eine funktionsfähige Variante entwickelt werden. Das vorliegende Funktionsprinzip des Wankstabilisators wird untersucht und die bei seinem Betrieb auftretenden Probleme analysiert. Basierend auf einer detaillierten Anforderungsliste werden mittels methodischer Vorgehensweise die Funktionsstruktur des Systems aufgestellt und eine große Anzahl an Lösungsvarianten entwickelt. Die Konzepte, die den gestellten Anforderungen am nächsten kommen, werden mit entsprechenden Entwurfsrechnungen dimensioniert und ausgelegt. In einer abschließenden Variantenbewertung werden die betrachteten Varianten miteinander verglichen und dem ursprünglich entworfenen System gegenübergestellt.
Ziel der Arbeit ist die Modifikation des Webprozesses an Bandwebmaschinen. Hierzu werden zunächst die verschiedenen Prozessstufen untersucht. Dabei wird vor allem auf die Rohwarenbereitstellung/Vorfertigung, den Webprozess an sich und die logistische Komponente beim Nadelbandweben eingegangen. Es werden Versuche mit Fournisseuren an einer Nadelbandwebmaschine durchgeführt, welche die Randgestaltung und den Schusseintrag verbessern sollen. Es wurden keine Fournisseure gefunden, welche für diesen Zweck geeignet sind. Im Bereich der Vorfertigung werden Versuche mit einer Abtafeleinrichtung durchgeführt. Dabei werden verschiedene Möglichkeiten der Abtafelung in Betracht gezogen. Im Bereich Logistik wird ein neues Fabriklayout erstellt und die Umstellung des Maschinenparks innerhalb der Firma geplant um einen möglichst optimalen Warenfluss zu erreichen. In diesem Zusammenhang wird die Möglichkeit größerer Transportbehälter geprüft, um eine größere Warenlauflänge zu erreichen.
Die zunehmende interantionale Marktdynamik fordert eine kontinierliche Verkürzung der Innovationszyklen und Erhöhung der Produktindividualisierung. Die Fähigkeit, eine Idee sehr schnell und kostengünstig in ein marktreifes Produkt umzusetzen wird immer mehr zum entscheidenden Wettbewerbsfaktor. Mögliches Potential liegt dabei in der Verkürzung der Entwicklungsphase. Durch die fortschreitende Anwendung von Simultanous Engineering ist es notwendig schon frühzeitig die Umsetzung des Designermodells in ein reales Fahrzeug abschätzen zu können. Dadurch ist es möglich in den primären Entwicklungsphasen groß detaillierte Daten zur Verfügung zu stellen, damit sie von der weitgehend gleichzeitig ablaufenden Prozessen Design, Bauraumuntersuchung und Konstruktion ausgetauscht werden können. Es sollen innovative Gestaltungs- und Designkriterien überarbeitet und bewertet werden, mit der eine Kunstoffaußenhaut realisiert werden kann. Ziel dieser Dipomarbeit ist es, Konstruktionskriterien für Kunststoffaußenteile anhand der Erkenntnisse bereits gefertigter Komponenten auszuarbeiten und diese an einem konkreten Beispiel darzustellen. Es soll hierbei besonderer Augenmerk auf die Designvorgaben und die Herstellbarkeit in der Serie gelegt werden.
Die Aufgabe dieser Diplomarbeit bestand darin, die Versuchsabteilung der Firma Bertrandt zu befähigen, Fußgängerschutzprüfungen mit dem Upper Leg durchführen zu können. Weiterhin sollten Kalibrierungsmöglichkeiten für die einzelnen Sensoren des Upper Leg Impaktors sowie für das Gesamtsystem erstellt werden. In dieser Diplomarbeit werden erst grundlegende Informationen zur Geschichte der Fahrzeugsicherheit gegeben. Weiterhin wird genauer auf den Fußgängerschutz und auf Organisationen, die sich mit diesem Thema beschäftigen, eingegangen. Der Hauptteil besteht aus Informationen zum Upper Leg Prüfkörper. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde der Hüftimpaktor bei der Firma Bertrandt in Betrieb genommen. Es entstanden Kalibrierungsmöglichkeiten für die einzelnen Sensoren des Impaktors sowie für das Gesamtsystem. Außerdem wurde eine Methode entwickelt, die Geschwindigkeit des Upper Leg Impaktors, die durch verschiedene Faktoren beeinflusst wird, im Voraus bestimmen zu können. Zum Ende der Bearbeitungszeit dieser Diplomarbeit wurden erste Abgleichversuche mit der Berechnungsabteilung zum Upper Leg Versuch durchgeführt.
Bremsen und Kupplungen zeigen im Betrieb bestimmte Eigenschaften, wie z.B. unterschiedliches Verhalten in Abhängigkeit von Temperatur, Verschleiß und Verlauf des Reibwertes. Um diese Eigenschaften reproduzierbar messen zu können, muss die zu prüfende Bremse/Kupplung auf einem Dauerprüfstand untersucht werden. In dieser Diplomarbeit werden Auslegungen und Aufbau eines Schwungmassenprüfstands beschrieben, auf dem Bremsen (Scheibe und Sattel) und Kupplungen (Ein- und Mehrscheibenkupplungen) angebracht und unter verschiedenen Belastungszuständen geprüft werden können. Die Belastung der Kupplung erfolgt durch eine Wirbelstrombremse. Dabei wird auf alle grundlegenden Bauteile, die benutzte Messtechnik, sowie Hardware und Software zur vollständigen Automatisierung des Prüfstandes eingegangen.
Beim Radfahren ist der Mensch ständig Schwingungen ausgesetzt. Um diese zu verringern werden seit Anfang der 90er Jahre zusätzlich zur Federgabel Hinterradfederungssysteme angeboten. Alternativ dazu sind auch gefederte Sattelstützen erhältlich. Diese Möglichkeiten gehören aber noch längst nicht zur Standartausrüstung eines Fahrrades. Über den Sinn von Federungssystemen an Fahrrädern streiten sich selbst Fahrradexperten, weshalb eine Vergleichsuntersuchung durchgeführt wird. Um diese Federungssysteme objektiv und subjektiv zu vergleichen, können verschiedene Untersuchungsmethoden angewandt werden. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wird für die Vergleichsuntersuchung ein Trommelprüfstand genutzt. Auf diesen Trommelprüfstand werden verschiedene Fahrbahnprofile simuliert und bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten die auftreten den Beschleunigungs-Zeit-Verläufe an Sattel und Hinterachse aufgezeichnet. Daraus werden dann Aussagen bezüglich Fahrkomfort und Fahrsicherheit gewonnen. Ausserdem wird auf mögliche Folgen der Schwingungseinwirkung auf den Menschen eingegangen.
Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde die Lösung der technischen Gebäudeausrüstung eines Altenpflegeheimes in KfW 55-Qualität untergesucht. Dabei wird der günstige Zinssatz geliefert. Wärmepumpe mit Unterstützung der Solarthermie, Pelletskessel mit Unterstützung der Solarthermie und BHKW mit Unterstützung eines Spitzenkessels werden als die Lösungsmöglichkeiten berücksichtigt. Ein Referenzgebäude nach EnEV 2009 wird als Vergleich bewertet. Anschließend folgt die Beschreibung einer Bauphysik-Software. Der Wärmeverlust des Gebäudes wird damit ausgerechnet. Dann sind die Auslegung jeweiliger Varianten. Der Primärenergieverbrauch verschiedener Verbindung der Anlagen wird auch mit DÄMMWERK festgelegt. Die Wirtschaftlichkeitsanalyse steht am Ende der Arbeit. Das ist auch der Schwerpunkt der Arbeit. Das Projekt eines Neubaus wird auf der Kostenseite betrachtet. Die Barwert-Methode wird deswegen durchgesetzt. Die umfangreiche Eingangsdaten werden dafür berücksichtigt z.B. die Lebensdauer, der Energiepreis, die Inflation usw. Weil diese Analgen erfordern die nachhaltige Energie. Neben die Förderung von KfW Bankgruppe werden die Anlagen auch bei den anderen Gesetz oder Verordnung gefördert. Zum Ende ist die Sensitivitätsanalyse. Damit werden die Einflüsse der wichtigen Eingangsdaten wie Zinssatz und die Preisveränderung zur gesamten Kosten deutlich gezeigt. Mit Hilfe der Wirtschaftlichkeitsanalyse ist eine wirtschaftlichste Variante auszufinden.
Entwurf, Variantenbewertung und Grundkonstruktion einesneuen Einlasssystems für einen Zweitaktmotor
(2015)
Die Diplomarbeit umfasst den Entwicklungsablauf eines neues Einlasssystems. Dabei wird zunächst der Technikstand Spülkonzepts bei Zweitaktmotor und Vor- und Nachteile Mehrventilmotors ausführlich aufgezeigt. Die anschließende Lösung hat insgesamt drei Einlassventile. Ein Ventilteller davon ist von Doppelschingemechanismus getriebt, während der andere von Elektromagnet getriebt ist. Weiterhin ist Bestandteil der Diplomarbeit die Konstruktion eines parametrisches Modells.Wenn die Parameter verändert werden, werden alle Komponenten, die in direktem oder indirektem Zusammenhang mit Parametern stehen, automatisch gesteuert.
Meine Aufgabe besteht darin, ein zugfreies Lüftungssystem für eine Fertigungshalle zu planen. Die Anzahl der Maschinen in der Halle ist zahlreich und die Abwärme davon ist auch sehr groß. Aber die Maschinen werden undurchschnittlich in die Halle verteilt, deshalb sollen Luftwechselrate in verschiedene Zone unterschiedlich sein. In der vorliegenden Diplomarbeit werden zwei Lüftungsysteme geplant. Das Hauptsystem hat einen durchschnittlichen Luftvolumenstrom in der ganzen Halle, und das sekundäre System kann den örtlichen Luftvolumenstrom auffüllen. Im Sommer können die Zonen mit größerem Abwärmestrom mehr Zuluftvolumenstrom bekommen. Im Vergleich kann das sekundäre System im Winter nicht in Betrieb sein. Die Arbeiter in der Fertigungshalle haben schwere körperliche Tätigkeit, und die Wärmeabgabe dieser Arbeiter darin ist sehr groß. Hohe Geschwindigkeit kann die Arbeiter krank werden lassen. Deswelb wird die Luftgeschwindigkeit im Arbeitsplatz regelt, um ein zugfreies Lüftungsystem zu garantieren. Anhand VDI2078 und DIN EN 12831 habe ich die Kühllast und Heizlast berechnet.
Die Anforderung an die vorliegende Diplomarbeit war es, Instrumente zur Ermittlung und Analyse der Kundenzufriedenheit im Kundendienst Center zu erarbeiten, und zwar zum einen, um die brauchbaren Rückschlüsse auf die Gründe von Zufriedenheit bzw. Unzufriedenheit ziehen zu können und zum anderen, um die notwendige Basis und das nützliche Steuerungsinstrument für die Verfahren zur Prozessoptimierung zu schaffen. Um die innovativsten Instrumente finden zu können, wurde ein branchenunabhängiges Benchmarking durchgeführt.
In heutigen Tagen steigen mit der Entwicklung des Automobils rasant die Anforderungen auf dem Komfort des Fahrzeuginnenraums. Die Akustik des Klimagerätes zählt dazu ein wesentlicher Einflussfaktor und sie wird immer mehr betrachtet. Offensichtlich reichen heutzutage die konventionellen akustischen Maßnahmen für eine deutliche Geräuschreduktion im Klimagerät nicht und neue Schalldämpfungsmaßnahmen müssen daher untersucht werden. Dazu gehört die sogenannte aktive Geräuschkompensation (engl. Active Noise Control, kurz ANC). In dieser Arbeit wird das Anwendungspotenzial von ANC im Klimagerät eines Fahrzeuges nach dem Gebläse untersucht. Dafür soll ein Diffusor, der für den Einsatz des ANC-Systems geeignet ist, aufgebaut werden. In dieser Arbeit werden einige Parameter der Diffusorgestaltung untersucht. Ein neuer Diffusor, mit dem eine merkliche ANC-Wirkung erzielt werden kann, wird entwickelt.
Kopfstützen lassen sich in der Höhe einstellen, um die Position der Köpfe anzupassen. Bei der elektrischen Variante wird die Kopfstütze durch einen Motor verstellt. Um die Größe und das Gewicht des Motors zu verringern, soll die Verstellkraft kleiner und stabil sein bzw. in einem kleinen Kraftfenster bleiben. Das Problem ist, dass das Führungssystem extrem temperaturabhängig ist. Die Verstellkraft stieg wegen extrem niedriger Temperatur. In dieser Arbeit wird es untersucht, welche Einflussparameter die Verstellkräfte beeinflussen und wie sie sich auswirken. Es werden fünf Serienkopfstützen von der Firma Grammer untersucht. Zuerst werden die Führungskonzepte beschireben und die Verstellkräte davon gemessen. Dann wird eine Vergleichung durchgeführt, dadurch können die wichtige Aspekte gefunden werden. Anschließend werden die Einflussparameter definiert und analysiert. Nach die Wirkungsweise der Einflussparameter klar sind, werden Verbesserung davon vorgeschlagen. Als Ergebnis werden zwei Zielsysteme definiert, die kleinere und stabilere Verstellkraft anbeiten können.
Diese Diplomarbeit behandelt die Konstruktion eines Prüfstandes zur Durchführung von Betriebfestigkeitsuntersuchungen an Motorrad-Hinterrad-Schwingen. Der erste Teil der Arbeit befasst sich mit dem Entwurf des Prüfstandes, von der Variantenbildung und Variantenbewertung bis zur Berechnung der Prüfstandskomponenten, unter Beachtung der an der Hinterrad-Schwinge angreifenden Horizontal- und Vertikalkräfte. Im zweiten Teil werden Möglichkeiten zum Definieren von Belastungskollektiven für Horizontal- und Vertikalbelastung aufgezeigt. Die daraus resultierenden getreppten Lastkollektive dienen der Erprobung des Prüfstandes und der nachfolgenden Betriebsfestigkeitsuntersuchung an der Hinterrad-Schwinge der MZ1000S.
Entwicklung und Konstruktion eines Prüfstandes für Festigkeitsnachweise an gezogenen Landmaschinen
(2014)
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung und Konstruktion eines Prüfstands für Festigkeitsnachweise an gezogenen Landmaschinen. Dabei wird zuerst ein Überblick über die aktuelle Klassifizierung von Landmaschinen gegeben. Anschließend folgen die Charakterisierung von Betriebsfestigkeitsanalysen sowie die Erklärung der Notwendigkeit solcher Untersuchungen. Nach Schilderung des aktuellen Stands der Technik im Bereich der Landmaschinenprüfung werden die wichtigsten Randbedingungen für die Auslegung des Prüfaufbaus erläutert und daraus resultierend eine Anforderungsliste erstellt. Auf Grundlage dieser Entwicklungskriterien werden mehrere mögliche Modelle entwickelt, die nach ihrer Fähigkeit, diese Kriterien zu erfüllen, bewertet werden. Die Variante, welche die beste Wertigkeit verspricht, wird nach mechanischen und hydraulischen Gesichtspunkten ausgelegt und die wichtigsten entworfenen Bauteile hinsichtlich vorhandener Spannungen und Verformungen untersucht. Der optimierte Prüfstand wird anschließend mittels des CAD-Programms Autodesk Inventor virtuell erstellt und die entsprechenden Bauteile, die zur Nachvollziehbarkeit des Prüfaufbaus näher betrachtet werden müssen, als Zeichnungssätze abgeleitet. Schließlich folgen ein Überblick über die Ergebnisse der Arbeit mit Ausblick auf verbleibende Problemstellungen sowie der Vergleich des entwickelten Prüfstandes mit bestehenden Prüfsystemen.
Um die ständig steigenden Anforderungen an Verbrennungsmotoren gerecht zu werden, stehen Motorenentwickler immer wieder vor neuen Herausforderungen. Ein möglicher Weg ist die Regelung der Steuerzeiten. In dieser Arbeit sollen Grundlagen für die Phasenwandlung mittels hydraulischen Schwenkmotoren erarbeitet werden.
Diese Diplomarbeit soll die Möglichkeiten zur Verbesserung eines Montageprozesses und dessen Umgebung anhand theoretischer und praktischer Anwendung verschiedener Methoden aufzeigen. Ziel ist es, den Montageprozess und dessen Umgebung wirtschaftlicher und kosteneffizienter zu gestalten. Dabei stehen Verschwendung, Ergonomie und Effizienz im Vordergrund. Die Basis sollen wissenschaftliche Grundlagen und logische Überlegungen sein. Die Durchführung der Diplomarbeit wird in der vorgestellten REHAU AG + Co bearbeitet. Es werden die Forderungen der Firma REHAU sowie die Aufgabenstellung hochschulseitig beachtet und formuliert. Zudem wird der Montagebereich an sich und der Montageprozess mit seinen Schritten analysiert und ein Teilbereich bearbeitet. Es werden Verbesserungsansätze sowie Verbesserungsumsetzungen aufgezeigt und detailliert beschrieben. Ein Ist-/Soll-Zustandsvergleich soll das Resultat einer Verbesserung im Montagebereich und Montageprozess bringen und den erfolgreichen Verlauf der Diplomarbeit bestätigen.
Die in dieser Diplomarbeit durchgeführten experimentellen Untersuchungen befassen sich mit der Aufnahme, Analyse und Auswertung akustischer Signale zur Vorhersage des Fahrzeugaußengeräusches bei der beschleunigten Vorbeifahrt. Dabei wird versucht, den gemessenen Außengeräuschpegel in seine Teilschallquellen aufzuteilen und rechnerisch nachzuweisen. Zunächst werden grundlegende akustische Begriffe und Normen erklärt. Anschließend werden die einzelnen Teilschallquellen, die am Außengeräusch eines Fahrzeuges beteiligt sind, aufgezeigt und erläutert. Mit diesen Erkenntnissen wurde ein Versuchsfahrzeug aufgebaut, um die einzelnen Schalldruckpegel ausgewählter Teilschallquellen ermitteln zu können. Aus den gewonnenen Spektren der Übertragungsfunktion und der Betriebsanregung sollte der Schallpegel einzelner Teilschallquellenpegel bestimmt werden. Aus diesen Daten sollte ein Prognosewerkzeug erstellt werden, mit dem Trendaussagen zum Außengeräusch für zukünftige Fahrzeuge möglich werden. Nach der Auswertung und Darstellung aller mit dem Prognosewerkzeug ermittelten Ergebnisse werden in einer Fehleranalyse die Grenzen des Verfahrens erläutert und Verbesserungen aufgezeigt. Durch weitere Messungen mit gekapselten Schallquellen konnte eine erste Näherung über die einzelnen Teilschallquellenpegel gegeben werden.
Die Ermittlung der Fahrzeugachsgeometrie in der Fahrzeugentwicklung wird zur Zeit unter Verwendung von Radadaptern, opto-elektronischen Winkelmessgeräten, sowie einer Fahrzeugniveaubestimmung über Neigungswinkelmessung an Achskomponenten bestimmt. Zur Effizienzsteigerung der Fahrwerksvermessung im Entwicklungsbereicht soll mit den Bedingungen einer berührungslosen Messung von Spur-, Strurz-, Nachlaufwinkel ohne Radadaptionen und einer berührungslosen Niveaumessung ein neues Fahrwerksvermessungssystem aufgebaut werden. Auf Basis erstellter Anforderungen an das neue System wurde eine Recherche durchgeführt. Deren Ziel war die Zusammenstellung möglicher Entwicklungspartner für ein neues berührungsloses Fahrwerksvermessungssystem. Nach Gesprächen mit potentiellen Partnern wurde eine Bewertung vorgestellter Varianten durchgeführt und die Beste ausgewählt. Eine berührungslose Niveaumessung wurde gesondert untersucht. Zum Schluss wurde ein Vergleich des heutigen Messablaufes mit dem zukünftigen aufgestellt und auf Effizienzsteigerung geprüft. Unter Beachtung des einzusetzenden Aufwands kann eine Effizienzsteigerung der Fahrwerksvermessung im Entwicklungsbereich erfolgen
Diese Diplomarbeit bearbeitet die Entwicklung eines Schalensitzes in Faserverbundbauweise für ein Rennfahrzeug der World Rallye Championship. Dieser Schalensitz wird dazu entwickelt Vorteile gegenüber den auf dem Markt verfügbaren Sitzen in Bezug auf Ergonomie, Masse und passive Sicherheit zu besitzen. Weiterhin bestehen durch die Geometrie des Sitzes Vorteile für die Integration in die Bauraumumgebung des VW Polo R WRC. Die Auslegung und Berechnung erfolgt für Lastfälle nach Reglement der Federation Internationale de l'Automobile. Mittels der Simulationswerkzeuge des Altair® HyperWorks®-Paketes werden numerische Berechnungen zur Auslegung des Strukturbauteils angestellt. Im Fokus der Simulationen stehen Sensibilitätsanalysen geometrischer Veränderungen, strukturelle Topologie- und Topografieoptimierungen der Geometrie sowie die Berechnung und Optimierung des Lagenaufbaues. Darüber hinaus werden die mechanischen Eigenschaften der verwendeten Werkstoffe ermittelt. Die Konstruktion wird ebenso wie die Aufbereitung von Fertigungsdaten und
In der vorliegenden Diplomarbeit wird der Einfluss der Drehzahl, der Öldurchflussmenge und der Öleintrittsviskosität bzw. der Öleintrittstemperatur auf die sich im Lager einstellenden Temperaturen untersucht. Nach einer theoretischen Vorbetrachtung werden Versuche mit vollrolligen, zweireihigen Radial-Zylinderrollenlagern der Baureihe SL 1850 durchgeführt. Anschließend wird eine auf den Messergebnissen basierende Näherungsformel entwickelt, mit der man die, zur Einhaltung einer vorgegebenen Lagertemperatur erforderliche Ölflussmenge überschlägig berechnen kann. <!-- #h:dissdiplÖldurchflussverhalten.doc# -->
Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit der konstruktiven Änderung der Planeten-radlagerung eines Kfz-Automatikgetriebes. Hierfür wird zunächst das genaue Einsatzge-biet der betrachteten Lagerung beschrieben. In einem weiteren Schritt folgen Erläuterun-gen zum Entwicklungsverlauf bis zum derzeitigen Stand der Technik. Auf Basis dieser Vorarbeiten werden mögliche Lösungsansätze, wie z.B. neue Werkstoffe und Beschichtungen zur Reibungsreduzierung, diskutiert. Anhand unterschiedlicher Berechnungen, FE-Analysen sowie im Rahmen dieser Diplom-arbeit realisierbarer und Erfolg versprechender Ansätze erfolgt eine Auswahl der näher betrachteten Varianten. Hierzu zählen neue Käfigbauformen, Keramikwälzkörper sowie unterschiedliche DLC-Beschichtungen der Käfige. Diese werden anschließend auf einem Planetenverspannprüfstand versuchstechnisch beurteilt. Die Ergebnisse aus den Prüfläu-fen können, aus zeitlichen Gründen, allerdings nur zum Teil in die Diplomarbeit einfließen. So sind die Versuchsauswertungen von zwei DLC-beschichteten Käfigvarianten enthalten.
Die Bremswirkung von Fahrzeugen ist laut HU-Bremsenrichtlinie mittels Bezugsbremskräften nachzuweisen. Hierbei werden den Bremskräften die entsprechenden Bremsdrücke zugeordnet. Derzeit kann dieses Verfahren ausschließlich auf dem Rollenbremsprüfstand angewandt werden. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wird untersucht, ob das Bezugsbremskraftverfahren auch auf dem Plattenbremsprüfstand eingesetzt werden kann und inwieweit die Vorgaben des Rollenbremsprüfstands hierfür genutzt werden können. Um ein besseres Verständnis für die zu bearbeitende Thematik zu entwickeln, werden zunächst einige technische, fahrdynamische und rechtliche Grundlagen erläutert. Der Schwerpunkt der Diplomarbeit liegt auf der theoretischen Analyse und den sich daran anschließenden praktischen Untersuchungen von Bremsvorgängen auf Plattenbremsprüfständen. Schlussendlich werden Vergleichsmessungen zwischen Rollen- und Plattenbremsprüfständen durchgeführt. Die Auswertung der Versuche zeigt, dass mit dem Bezugsbremskraftverfahren auf dem Plattenbremsprüfstand reproduzierbare Messergebnisse erzielt werden können. Es kann allerdings keine pauschale Aussage über die Verwendbarkeit von Vorgaben des Rollenbremsprüfstands für den Plattenbremsprüfstand getroffen werden.
Autorenreferat In dieser Arbeit erfolgt die Dimensionierung der Wasseraufbereitungsbereiche und der Badebereiche eines Naturbades im Freibad Haselbrunn (Plauen/Vogtland), sowie die Auswahl der notwendigen Materialien zur baulichen und technischen Umsetzung der o. g. Anlage. Der Begriff Naturbad steht primär für ein öffentliches Bad, in dem die Wasserreinhaltung auf Grundlage biologischer Prozesse, ohne die Nutzung chemischer Zusätze erfolgt. Dieser Vorgabe folgend wurde die Wasserreinhaltung betreffendes umfangreiches Datenmaterial aus Vorträgen, aus fachübergreifender Literatur, aus den Erfahrungen von Naturbadbetreibern und eigenen Berechnungen zusammengestellt und ausgewertet. Dabei wurden bezüglich der Eliminierung der eingetragenen Störstoffe, die empfohlenen Werte der Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau e.V. kritisch betrachtet und bestätigte Werte als Berechnungsgrundlage genutzt. Ergebnisse von Berechnungen und Analysen zeigen, dass die Phosphatausschleusung durch die Entnahme von Pflanzenmaterial stellte sich durch Berechnungen und Analysen als ein geeignetes Alternativverfahren zu herkömmlichen Methoden darstellt. Umfangreiche Recherchen zur Verwendbarkeit verschiedener Mineralien als Substrat führten zur Auswahl eines Mineral aus der Region, welches sich unter ökonomischen Gesichtspunkten als günstig erwies. Verschiedene Auswertungen von sehr detaillierten Wetterdaten waren notwendig um Regenwasseranfall, Verdunstungswassermengen und den Speisewasserbedarf prognostizieren zu können. Abschließende wurden die nötigen Wartungs- und Pflegeintervalle ermittelt um die anfallenden Betriebskosten abschätzen zu können.
Die Sicherstellung des Kaltstarts von Ottomotoren mit Direkteinspritzung unter Ver-wendung von E85 ist aufgrund der Eigenschaften des Kraftstoffes im Vergleich zum herkömmlich verwendeten Benzin kritischer und somit hinsichtlich der Applikation anspruchsvoller. Das Ziel dieser Diplomarbeit war es, die optimalen Startparameter für einen ausgewählten Motor unter bestimmten Randbedingungen zu ermitteln. Dafür wurde ein Simulationstool, welches die Zylinderfüllung und die Verdampfung im Startvorgang berechnet, in Betrieb genommen und hinsichtlich der Beschreibung der Verdampfung und Gemischbildung weiterentwickelt. Anschließend wurden Kaltstartversuche zur Bewertung der Simulationsergebnisse durchgeführt, wobei diese Ergebnisse nur geringe Abweichungen zur Berechnung aufwiesen. Mit der Einarbeitung eines neuen Modellansatzes für die Gemischbildung sowie dem erneuten Abgleich mit realen Versuchen lassen sich die optimalen Parameter für einen akzeptablen Start für unterschiedliche Temperaturen noch genauer vorausberechnen. Zur Veranschaulichung der innermotorischen Prozesse wurde ein auf Excel basierendes Geometriemodell weiterentwickelt. Mit der überarbeiteten Version können eventuelle Kollisionen des Kraftstoffes mit Bauteilen sowie grundlegende Vorgänge im Brennraum optimal dargestellt werden.
Diese Diplomarbeit handelt über die Designfindung und konstruktive Entwicklung von Verkleidungs- und Funktionsteilen eines Sportmotorrades. Mit Hilfe des CAD-Systems ICEM Surf© wurden eigene als auch vom Auftraggeber vorgegebene Designvarianten als dreidimensionaler Strak visualisiert. Als technische Basis diente ein vorentwickelter Prototyp eines Custom Motorrades. Ziel war die Schaffung eines Konzeptstraks von einzelnen Verkleidungskomponenten unter Berücksichtigung von technischen und gestalterischen Aspekten. Weiterführend wurden anhand der erstellten CAD-Daten erste Modelle im Maßstab 1:1 erstellt, wodurch eine genaue Designbeurteilung ermöglicht wird.
Die Reduktion der Fahrzeugmasse ist eine der Hauptstellgrößen, um zum einen die Per-formance eines Fahrzeugs zu steigern und zum anderen den Verbrauch des Fahrzeugs zu senken. Eine zweite Einflussgröße für die Performance eines Fahrzeugs, ist die Steifigkeit der Fahrzeugkarosserie, da nur durch ein hohes Maß an Biege- und Torsionssteifigkeit das Fahrwerk richtig funktioniert und die Räder zu jeder Zeit die richtige Stellung zur Straße haben. Um diese beiden Einflussgrößen am KTM X-Bow zu optimieren, sollen verschiedene Konzepte eines neuen Heckrahmens, hinsichtlich dieser Punkte, untersucht werden. Der Heckrahmen bietet sich hierzu besonders an, da er einerseits eines der schwersten Einzelbauteile am Fahrzeug ist und somit das Einsparpotential bezüglich der Masse am höchsten ist. Andererseits ist er, dadurch dass er die komplette Hinterachse aufnimmt, maßgeblich für dessen Führung und somit für die Stellung der Hinterräder zur Straße verantwortlich. Neben diesen beiden Größen, sollen die Konzepte auch hinsichtlich ihrer Kosten, der Fertigbarkeit, der Funktionsintegration, sowie der Designmöglichkeiten bewertet werden. Diese Bewertungen, vor allem die der Steifigkeit und Masse, werden zuerst allgemeiner formuliert und für drei finale Konzepte dann genauer mittels FEM-Tools ausgearbeitet. Am Ende entsteht neben einem Konzept für einen neuen Heckrahmen für den KTM X-Bow, auch ein Baukasten, mit dem einfach und schnell ähnliche Konzepte bewertet wer-den können.
Der Schwerpunkt dieser Diplomarbeit ist die Konzepterstellung einer Laderaumabde-ckung. Durch eine mechanische oder elektrische Ansteuerung wird eine Bewegung er-möglicht, welche beim Öffnen oder nach dem Öffnen der Heckklappe erfolgt. Im Rahmen dieser Diplomarbeit sind die wesentlichen Prozessschritte der Produktentwicklung wie Aufgabenklärung, Analyse, Konzeption und Entwurf durchgeführt worden. Unter Nutzung gängiger Arbeitsmethoden werden konstruktive Konzepte erarbeitet, die anschließend bewertet werden. Durch die Bewertung ergibt sich eine Vorzugsvariante. Eine anschließende Ausgestaltung dieser Variante wird abschließend durchgeführt. Zusätzlich wurden Optimierungen an einem schon vorhandenen, realen Projektstand vorgenommen.
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines Verbindungselementes für eine Koppelstange eines PKW-Fahrwerks mit einzelnen Gelenkköpfen. Nach einer Situationsanalyse des technischen Standes zu bestehenden Verbindungselementen wird eine Werkstoffauswahl getroffen. Dieser folgt die Bestimmung entsprechender Materialkennwerte für die ausgewählten Werkstoffe mit Hilfe von Laborversuchen. Die ermittelten Materialdaten werden für die weitere Verwendung in nichtlinearen FEM-Berechnungen aufbereitet. Es werden konstruktive Lösungsvarianten erarbeitet, ausgelegt und einem Variantenvergleich, der die Vorzugsvariante ergibt, unterzogen. Anschließend erfolgt die endgültige Dimensionierung des Verbindungselementes mit Hilfe von nichtlinearen FEM-Berechnungen. Ein Ausblick zeigt abschließend einige Ansätze zur Verbesserung der Konstruktion und Berechnung von Kunststoffbauteilen auf
In der Praxis ist es oftmals notwendig, dass zum Beispiel an dampf- oder öldichten Trennflächen von Gehäusen definierte Oberflächenrauheiten erzeugt werden müs-sen. Im Rahmen der Diplomarbeit sind theoretische und experimentelle Unter-suchungen zum Stirn- Planfräsen mit PKD bestückten Werkzeugen an Aluminium-werkstoffen durchzuführen. Hauptziele sind die Ermittlung von Bearbeitungsbe-dingungen, die zu einer definierten und reproduzierbaren Oberflächenrauheit führen und einer anschließenden Ableitung und Erarbeitung von Anwendungsempfehlungen.
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Konzipierung und Auslegung einer Schraubenverdichtereinheit für den Einsatz in Luftfedersystemen von elektrisch angetriebenen Personenkraftwagen. Da die Geräuschoptimierung bei herkömmlichen Verdichtern nahezu ausgereizt ist, wird dieses Konzept als vielversprechend eingeschätzt. Das Hauptproblem stellt dabei die geringe Baugröße des Schraubenverdichters dar, die für den Wirkungsgrad nicht optimal ist. Es werden daher Maßnahmen zur Wirkungsgradverbesserung vorgestellt, die zur Verkleinerung des Luftspalts zwischen den Läuferwellen und dem Gehäuse beitragen. Da in einem Kraftfahrzeug das Platzangebot begrenzt ist, werden Maßnahmen zur Bauraumverkleinerung der Verdichtereinheit erläutert. Weiterhin wird auch die Verwendung von keramischen Werkstoffen zur Herstellung der Läuferwellen in Betracht gezogen. Die geometrische, thermodynamische sowie mechanische Auslegung der Verdichterstufe wird ausführlich beschrieben und entsprechende Nachweise über die Lebensdauer der verwendeten Lager erbracht. Abschließend wird an den druckseitigen Wellenzapfen, gemäß der angreifenden Belastung, ein Festigkeitsnachweis durchgeführt und ein Überblick zum Erstmuster gegeben.
Aus einem Überblick der in der Automobilindustrie zum Einsatz kommenden Karosserieblechen hinsichtlich Werkstoffgüte, Festigkeitskennwerte und Blechstärke werden Schlußfolgerungen zur Umformbarkeit getroffen. Ausgehend von der ungenügenden Darstellung der Rückfederung von Blechformteilen mit dem Simulationsprogramm Autoform 3.03 soll mittels Probepressungen mit zwei Werkzeugsätzen das Aufsprungverhalten verschiedener Werkstoffgüten experimentell untersucht werden. Es erfolgt eine Gegenüberstellung der Ergebnisse mit der parallel dazu stattfindenden Simulation in Autoform 3.03. Aus den Ursachen der geometrischen Abweichung der Blechformteile auf Grund der Rückfederung werden Vorschläge für eine gezielte Werkzeuganpassung mit dem Ziel der Aufsprungminimierung erarbeitet.
Gegenstand dieser Arbeit ist die Weiterentwicklung eines elektrohydraulischen Motorbremssystems. Der Arbeit wird eine Übersicht über Dauerbremssysteme, die als Konkurrenzsysteme bereits auf dem Markt sind, vorangestellt. Ausgehend von der Analyse des vorhandenen Aggregates, bei der konstruktiven Betrachtung sowie Probleme, die bei der Erprobung des Motorbremssystems auftraten, berücksichtigt worden sind, werden an ausgewählten Bauelementen einer Radialkolbenpumpe und einer Verteilereinrichtung Optimierungen vorgenommen. Die Untersuchung an der Radialkolbenpumpe konzentrieren sich auf solche Kriterien wie u.a. der Verschleiß an der Kolbenstirnseite, das Ansaugverhalten sowie die Montage des Druckventils. Im Zusammenhang mit der rotierenden Verteilereinrichtung werden Aussagen für Lösungsansätze bezüglich des Gleitflächenverschleißes getroffen. Anhand von Berechnungen und kleineren Versuchen werden Optimierungsvarianten aufgezeigt und diskutiert. Die Lösungsvorschläge sollen als Anregung zur weiteren Verbesserung und Weiterentwicklung des Motorbremssystems dienen.
Analyse und Optimierung der Energieversorgung für das Schulzentrum der Gemeinde Heilligkreuzsteinach
(2015)
Beschreibung der Heizungsanlage im Bestand und Ermittlung des Wärmebedarfs als Grundlage für die Planung der Erneuerung Entwicklung von Varianten zur Beheizung des Komplexes unter Berücksichtigung der gesetzlichen Anforderungen zum Einsatz erneuerbarer Energien Ökologische und wirtschaftliche Bewertung der Lösungsvarianten Ableitung kurzfristige Optimierungsmaßnahmen
Meine Aufgabe besteht darin, die Regelung der Fernwärme-Hausanschlussstation in Chemnitz zu optimieren. In meiner Diplomarbeit werden zwei typische Hausanschlussstationen im Fernwärmenetz Chemnitz beschrieben und bewertet. In diesem Zusammenhang spielt die HAST mit integrierter Warmwasserbereitung eine bedeutende Rolle. Die effektive Nutzung der bereitgestellten Wärme bei den Abnehmern, zum Beispiel, eine höhere Spreizung (Temperaturdifferenz zwischen Fernwärmevor- und Fernwärmerücklauf), ist eine ratsame Lösung für eine wirtschaftliche Betreibsweise des Fernwärmenetzs. Das Hauptziel dieser Untersuchung besteht darin, die alten Formen der Hausanschlussstationen unter dem Gesichtspunkt der Veränderung der Anschlussleitungen zu verbessern. Außerdem ist eine Kosteneinsparung aus Sicht des Netzbetreibers während der Nutzungsdauer, abhängig vom reduzierten Aufwand für die Wärmeverluste, Wartung und Inbetriebnahme, möglich.
Fahrzeugkomfort ist neben der Umweltfreundlichkeit und Sicherheit eine der wichtigsten Themen bei der zukünftigen Fahrzeugentwicklung. Zurzeit ist im Konventionellen Fahrzeug das Geräusch aus Verbrennungsmotor eine der dominanten vibroakustischen Quellen. Allerdings werden im Elektroantrieb die anderen vibroakustischen Quellen wie die Interaktion zwischen der Fahrbahn und dem Rad, aerodynamische Umströmung des bewegten Fahrzeugs und elektrische und hydraulische Ein-heiten immer im Vordergrund stehen. Dieses Projekt dient zur Vorbereitung und Überprüfung der Versuchsmethode folgender Versuche an einem realen Fahrzeug. In diesem Projekt wird eine Pumpe aus der Fahrzeugklimaanlage als vibroakustische Quelle verwendet. Der Versuch wird an einem sogenannten TPA-Demonstrator (stark vereinfachtes Fahrzeugmodell) durchgeführt. Durch die Übertragungsfunktion und die Vierpolparameter der Übertra-gungspfade (Luft- und Körperschallpfade) sowie die gemessene Betriebsanregung ist der gesamte Innenraumschalldruck zu berechnen. Dabei werden Vierpolmethode und klassischer TPA-Verfahren gemischt verwendet. Nach dem Vergleich zwischen berechneten Ergebnisse und gemessenen Daten wird geprüft, ob die verwendete Methode insbesondere die Vierpolmethode die geforderte Präzision erfüllt und für die folgende Untersuchung an einem realen Fahrzeug sinnvoll ist. Für die Störgeräuschreduktion ist dann zu klären, ob die kritische Übertragung in den Innenraum über Luftschallpfade und Körperschallpfade oder aus einer Mischung von beiden erfolgt. Da die Pumpe drei Anschraubpunkte am sogenannten Halter hat, wird hier neben der Messung an allen drei Anschraubpunkten noch an einen Ersatzpunkt gemessen, um die Berechnung und den Versuch zu vereinfachen. In diesem Projekt werden dann die Vierpolparameter des Halters mit einem Ersatzpunkt und allen drei Punkten überprüft und verglichen, welche Methode besser geeignet ist. Mittels die Vierpolmethode wird ein komplexes vibroakustisches System in modulare Subsysteme und -strukturen physikalisch exakt, aber einfach, aufgetrennt. Hier wird der eingebaute TPA-Demonstrator bei dem Körperschallpfad in vier Subsysteme gegliedert: Pumpe, Halter, Fahrzeugmodell und Fahrzeuginnenraum. Durch Verkettung der Subsysteme wird die Eigenschaft des Gesamtsystems beschrieben. Es resultiert dann die Möglichkeit, einzelne Subsysteme beispielsweise hier den Halter gezielt zu optimieren und synthetisch in das zuvor beschriebene Gesamtsystem einzuordnen, d.h. beim erneuten Versuch der Mitwirkung neu designend Halter in das ganze System ist es nur erforderlich, die Vierpolparameter des Halters zu messen oder durch Simulation zu berechnen. Daher wird der Messaufwand zum großen Teil erspart.
Das Schiff ist ein komplexes Produkt, das am Ende seiner Lebensdauer recycelt werden muss. Beim Recyclingprozess des Schiffes werden möglichweise Schadstoffe freigesetzt, die eine Gefahr für Menschen, Luft, Boden und Wasser bedeuten. Durch internationale Konventionen wurden einige gesundheitsschädliche Materialien verboten oder mit Einschränkungen belegt. Die
TRNSYS 17 bietet die Möglichkeit, detaillierte Berechnung des Strahlungswärmetransports durchzuführen. Die bisher verwendeten Standard-berechnungsmodelle sind dabei vereinfachend. Um die Unterschied zwischen den Standardmodellen und den detaillierten Modellen in der Behandlung des Strahlungswärmetransport und die Beziehungen zwischen den Abweichungen zwischen den verschiedenen Berechnungsansätzen und den gewählten Parametern zu untersuchen, wurden anhand eines normalen Mehrfamilienwohnhauses im unsaniert und im sanierten Zustand vergleichende Simulationen durchgeführt. Nach der Untersuchung von 4 Basisvarianten ist festzustellen, dass die Standardmodelle zur Berechnung des Strahlungswärmetransports die solaren Gewinne überschätzen. Der Hauptgrund dafür ist die Vernachlässigung der externen Verschattung. Außerdem verlässt weniger Strahlung das Gebäude durch die Außenfenster, was mit der vereinfachten Verteilung der diffusen Strahlung im Standardmodell zu tun hat. Darüber hinaus überschätzen die Standardmodelle die Transmissionsverluste. Der Hauptgrund dafür ist, dass die Überschätzung der solaren Gewinne zu einer höheren Oberflächentemperatur der Wandinnenflächen des Gebäudes führt. Darüber hinaus hat auch das Standardmodell für die Berechnung der langwelligen Strahlung einen Einfluss darauf. Des Weiteren überschätzen die Standardmodelle den Heizenergiebedarf beim unsanierten Gebäude, während der Heizenergiebedarf beim sanierten Gebäude unterschätzt wird. Die Transmissionsverluste sind der Haupteinflussfaktor bei der Simulationen mit dem unsanierten Gebäude, während die solaren Gewinne der Haupteinflussfaktor bei den Simulationen mit dem sanierten Gebäude sind. Nach der Untersuchung von verschiedenen Simulationen mit einer Variaton der Einflussgrößen Standort, Raumsolltemperatur, solarer Absorptionsgrad und Emissionsgrad sind folgende Schlussfolgerung zu ziehen: Erstens ist festzustellen, dass die Standorte eine relativ große Auswirkung auf die Abweichungen haben. Es gibt hierbei hauptsächlich drei Gruppen von Wechselwirkungen. Je stärker die Solarstrahlung von einem Standort ist, desto größer ist die Abweichung der solaren Gewinne in kWh/a. Darüber hinaus gilt, je niedriger die Außentemperatur ist und je größer die Solarstrahlung eines Standortes ist, desto größer ist die Überschätzung der Transmissionsverluste des Gebäudes in kWh/a. Außerdem zeigt eine Kennzahl, die die meteorologischen Eigenschaften eines Standorts beschreibt und deren Ermittlung somit zunächst ohne Simulation erfolgt, wie stark die Überschätzung der solaren Gewinne die Abweichung des Heizenergiebedarfs beeinflusst. Je größer diese Kennzahl ist, umso kleiner ist der Wert der prozentualen Abweichung des Heizenergiebedarfs und umso größer ist der Einfluss der Überschätzung der solaren Gewinne. Zweitens hat die Raumsolltemperatur keinen Einfluss auf die solaren Gewinne und ihr Einfluss auf die Abweichung der Transmissionsverluste und des Heizenergiebedarfs ist gering. Drittens beeinflusst der solare Absorptionsgrad die Abweichung der solaren Gewinne. Je größer der solare Absorptionsgrad von der Innenseite der Wände ist, umso kleiner ist die Abweichung der solaren Gewinne. Außerdem gilt, je mehr Zonen mit nur einem Fenster das Gebäude aufweist, desto stärker ist diese Abhängigkeit. Viertens reagieren die Standardmodelle auf die Veränderung des Emissionsgrads gar nicht und rechnen mit einem festen Wert von 0,9. In Gegensatz dazu, reagieren die detaillierten Modelle auf die Veränderung des Emissionsgrads. Deshalb gilt, je größer der Emissionsgrad von der Innenseite der Wände ist, umso kleiner ist die Abweichung der Transmissionsverluste. Die mit den detaillierten Modellen gerechneten Simulationen benötigen rund doppelt so viel Zeit wie die mit den Standardmodellen gerechneten. Die detaillierten Modelle sind für Gebäude mit folgenden Merkmalen besonders zu empfehlen: Erstens, es sind externe Verschattungen einschließlich der Eigenverschattung des Gebäudes vorhanden. Zweitens, die Innenseite der Wände haben kleine Emissionsgrade und das Gebäude ist unsaniert. Diese zwei Merkmale spielen jeweils eine wichtige Rolle bei der Abweichung der solaren Gewinne und Transmissionsverluste und wirken sich somit zusammen auf den Heizenergiebedarf des Gebäudes aus. Es gibt auch andere Aspekte, die zur größeren Abweichung führen (wie in der Kapitel 8 erläutert). Aber diese zwei Aspekte führt zur nicht mehr zu vernachlässigenden Abweichung. Außer dieser zwei Situationen, für ein Gebäude mit einer gewöhnlichen Fassade mit gestanzten Fenstern die erhöhte Detailebene einen geringen Einfluss auf die Ergebnisse hat.
In der vorliegenden Arbeit wird ein konkretes Projekt dargestellt. Es handelt sich um die Klimaverbesserung in dem Warenverteilzentrum (in kurz WVZ I) bei Josef Witt GmbH in der Stadt Weiden. Ziel dieser Arbeit ist, einen Überblick zu geben über die Klimaverbesserung in WVZ. Im ersten Teil der Arbeit wird der Begriff
Einleitung Motivation Eine kontinuierlich verfügbare Energiegrundversorgung ist sehr wichtig für die Menschen und die Entwicklung auf der ganzen Welt. Durch die wachsende Weltbevölkerung hat sich der Energiebedarf in den letzten 40 Jahren mehr als verdoppelt. Um 45 Prozent wird die weltweite Energienachfrage bis 2030 steigen, wenn sich die heutigen Trends unverändert fortsetzen [Schlesinger, 2009]. Dieser wachsende Energiebedarf verursacht das Problem der Knappheit der Ressourcen wie Erdöl, Erdgas und Kohle, sowie den Klimawandel. Derzeit und auf lange Sicht muss auf erneuerbare Energien gesetzt werden, zur Ablösung der fossilen Energieträger und zur Reduzierung der CO2-Emission. Die erneuerbaren Energien werden 2017 voraussichtlich über 36% des Bruttostromverbrauchs in Deutschland abdecken [BDEW, 2017]. In den vergangenen Jahren entwickelte sich die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien in Deutschland, wie Bild 1 zeigt, nach oben. Photovoltaik ist ein sehr wichtiger Teil davon. Bild 1: Entwicklung der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien in Deutschland (BDEW, 2017) Die Solarenergie auf der Erdoberfläche beträgt etwa 1,074∙1014 GWh/a, was dem 35.000-Fachen des weltweiten Energiebedarfs entspricht, der eine unerschöpfliche Energiequelle darstellt. Die Installationskosten für Photovoltaikanlagen verringern sich und die Einspeisevergütungssätze für den erzeugten Strom von der PV-Anlage sind stark gesunken. Dadurch werden die Voraussetzungen für die Errichtung und den Betrieb von PV-Anlagen verändert. Die PV-Anlagen rechnen sich heute vor allem über einen hohen Eigenverbrauchsanteil des erzeugten Stroms. Allerdings stellt der Strom nur einen Teil des Endenergieverbrauches in Deutschland dar, wie Bild 2 zeigt. Rund 35 Prozent des deutschen Energieverbrauchs entfällt auf die Bereitstellung von Raumwärme und Warmwasser in Gebäuden. Etwa 40 Prozent aller CO2-Emissionen entstehen in diesem Bereich [BWP, 2017]. Deshalb muss auch berücksichtigt werden, wie der Wärmebedarf auf regenerative Energien umgestellt werden kann. Bild 2: Energieverbrauch nach Anwendungsbereichen in Deutschland 2015 (BDEW, 2016) Die Nutzung des Stroms von der PV-Anlage zur Deckung des Wärmebedarfs von Gebäuden ist eine vielversprechende Alternative. Der produzierte Strom der PV-Anlage wird immer mehr zur Deckung des Wärmebedarfs im Gebäude genutzt, um den PV-Eigenverbrauch und somit die Anlagenrentabilität zu erhöhen. Dies führt zum Power-to-Heat Konzept: Stromerzeugungspotenziale, die auf dem Strommarkt wirtschaftlich oder technisch nicht sinnvoll genutzt werden können, werden mittels elektrischer Heizeinrichtungen in Wärme umgewandelt [IWO, 2015]. Die Kombination von PV-Anlage und Wärmepumpe ist eine großartige Möglichkeit, es zu verwirklichen. Außer zur Steigerung des Photovoltaik-Eigenverbrauch durch Wärmepumpe, gegenüber einem fossilen Energieträger ist der Heizungstausch mit Wärmepumpe auch eine Möglichkeit, den CO2-Austoß und die Wärmeverluste zu reduzieren. Zielsetzung Diese Diplomarbeit basiert auf einem konkreten Projekt. Es ist geplant, auf dem Dach des Gebäudes eine PV-Anlage zu installieren und den Wärmeverlust zu verringern. Ziel dieser Arbeit ist es, ein Power-to-Heat-Konzept für das Gebäude zu untersuchen und zu bewerten, um das Energiesystem des Gebäudes effizienter, wirtschaftlicher und umweltfreundlicher zu machen. Zuerst wird die Übersicht des Gebäudes beschrieben, inkl. der Baukonstruktion, des derzeitigen Heizungssystems und Lüftungssystems. Anschließend wird der Energiebedarf, nämlich Warmbedarf und Strombedarf, in diesem Gebäude berechnet. Danach wird die PV-Anlage ausgelegt, inkl. des Modulplans und der technischen Planung. Dann wird anhand mehrerer Varianten untersucht, inwieweit sich der Eigenverbrauchsanteil der PV-Anlage in Verbindung mit unterschiedlichen Ansätzen für Eigennutzung des Stroms, elektrischen Speichern, Wärmepumpe und thermischen Speicher steigern lässt. Die Untersuchungen beinhalten auch die Dimensionierung der Wärmepumpe sowie des Pufferspeichers. Der Energieertrag der PV-Anlage wird mit verschiedenen Ansätzen durch PV-Sol simuliert. Danach wird die wirtschaftliche Bewertung sowie die ökologische Bewertung für jede Variante vorgenommen. Zum Abschluss wird eine Zusammenfassung gemacht. 2 Hauptteil Beschreibung des Projektbeispiels Baukonstruktion Das in dieser Arbeit als Beispiel verwendete Projekt ist das Gebäude der Baptistengemeinde Nürnberg und befindet sich in der Sperberstraße 166 in Nürnberg. Dieses Gebäude wurde 2001 gebaut und ist eine zusammengesetzte Struktur aus Kirche und Wohnungen. In dieser Arbeit wird das Gebäude in zwei Teile, Bauteil A und Bauteil B, getrennt, um es besser zu beschreiben. Die Verbindung zwischen den beiden Bauteilen ist ein Foyer, wie Bild 3 zeigt. Im Bauteil A gibt es Büro, Aktivitätsräume, Gruppenräume und 4 Wohnungen, sowie Kellerräume. Bauteil B hat hauptsächlich einen Versammlungsraum und einige Nebenräume. Das Gebäude hat insgesamt 3 Geschosse, nämlich Untergeschoss, Erdgeschoss und Obergeschoss. Bild 3: Luftbild des Gebäudes Der Grundriss jedes Geschosses wird in Anlage 1 bis 3 angezeigt. Anhand des des Grundrisses und dem Schnittplan eines jeden Geschosses kann man die Abmessungen jedes Raums bekommen. Die Daten jedes Geschosses werden in Tabelle 1 gezeigt. Geschoß-höhe [m] Bauteil Nutzfläche [m2] Raumhöhe [m] Nutzung UG 2,82 A 344 2,55 Haustechnik, Lagerräume, Mieterkeller EG 4,05 A 574 3,87 MZ-Räume, Teestube, Wirtschaftsbereich Foyer 100 3,87 EG+OG 10,00 B 390 8,8 Gemeindesaal OG 3,53 A 778 3,25 Wohnen, Tagesräume Tabelle 1: Daten jedes Geschosses Aus dem Dokument der Ausschreibung für den Rohbau kann man die konstruktiven Materialien des Gebäudes ermitteln, wie in Tabelle 2 gezeigt. Fassaden Mauerwerk + Thermohaut Wände Mauerwerk, Stahlbeton Decken Stahlbeton Fußboden Stahlbeton Tabelle 2: Materialien der Gebäudehülle Heizungs- und Lüftungssystem Die Wärmeversorgung des Gebäudes erfolgt derzeit durch eine zentrale Gasheizung. Der Wärmeerzeuger ist ein Gasheizkessel. Der Typ des Gaskessels ist Buderus Logano GE 315 und die Nennwärmeleistung ist 180 kW. Aktuell besteht die Problematik dass der Heizungstechnikraum, wo der Heizkessel liegt, sehr warm wird. Diese Wärme ist verschwenderisch und man hat das Ziel, diesen Wärmeverlust zu reduzieren. Es gibt zwei Heizungsvarianten, Heizkörper und Fußbodenheizung, in diesem Gebäude. Die Heizkörper für alle Bereiche werden als Plattenheizkörper, geeignet für Niedertemperatur, ausgeführt. Bild 4 zeigt das Schema des Heizungssystems. Bild 4: Schema des Heizungssystems In dem Schema kann man sehen, dass es fünf Heizkreise in diesem Gebäude gibt, einmal für Heizkörper in der Kirche, einmal für Fußbodenheizungen in der Kirche und einmal für Heizkörper in den Wohnungen. Außerdem werden ein Warmwasserspeicher und ein Wärmetauscher für das Taufbecken mit dem Heizkreisverteiler verbunden. Im Auslegungsfall beträgt die Vorlauftemperatur und Rücklauftemperatur des Heizkörpers 80/55 °C und die der Fußbodenheizung 45/25 °C. Das Bild 5 zeigt das Anlagenschema der Lüftung. Dadurch kann man sehen, dass es die Fortlüftungsanlagen in WC, Bäder, Küche in EG und Bücherstube gibt. Dies muss bei der Heizlastberechnung berücksichtigt werden. Es wurden keine Wärmerückgewinnung und Lufteinlassgeräte installiert. Deshalb benötigt das Lüftungssystem keine Wärme aus dem Heizungssystem. Bild 5: Schema des Lüftungssystems Monitoring-Portal des Gebäudes Es gibt ein Monitoring-Portal der Firma SCH.E.I.D.L mit dem Namen SCH.E.I.D.L Energy Controller für das Gebäude. Die Lufttemperatur der Räume sowie der thermische und elektrische Energieverbrauch werden von Sensoren im Gebäude in das Monitoring-Portal aufgezeichnet. Dadurch kann man den Energieverbrauch in diesem Gebäude überwachen. Außerdem kann in allen unregelmäßig genutzten Räumen, die Betriebszeit der Heizung über Internet in den Räumen gesteuert werden. Das ist eine Optimierungsmethode für das Heizungssystem des Gebäudes, um den Energieverbrauch zu verringern. Energiebedarfsberechnung Elektrischer Energiebedarf Der Eigennutzungsstrom in diesem Gebäude, der teilweise durch die PV-Anlage abgedeckt werden soll, besteht aus Gemeindestrom und Allgemeinstrom. Die Daten des Stromverbrauchs und der Stromleistung können von dem Monitoring-Portal exportiert werden. Die Stromleistung wird stündlich aufgezeichnet. Weil das Monitoringsystem im April 2017 installiert wurde, müssen die Daten im ganzen Jahr von den aufgezeichneten Daten geschätzt werden. Nach der Bearbeitung der Daten wird der Stromlastgang 2017 in Bild 6 gezeigt. Bild 6: Stromlastgang 2017 Der Gesamtstromverbrauch im ganzen Jahr wurde dadurch berechnet und beträgt 11.167 kWh. Thermischer Energiebedarf Aufgrund des Heizungssystems besteht der thermische Energiebedarf des Gebäudes aus 3 Teilen, nämlich Heizwärmebedarf, Warmwasserwärmebedarf und Wärmebedarf für das Taufbecken. Heizwärmebedarf Nach DIN 4710 gehört der Standort Nürnberg zur Klimazone 13. Die Norm-Außentemperatur ist -16 °C und das Jahresmittel der Außentemperatur ist 7,9 °C. Die Norm-Innentemperaturen der beheizten Räume sind wie Tabelle 3 gezeigt. Norm-Innentemperatur Räume 15 °C Flur, Treppenhaus 20 °C Andere beheizte Räume 24 °C Umkleideraum, Bäder Tabelle 3: Norm-Innentemperatur Die Heizlastberechnung ist nach dem vereinfachten Berechnungsverfahren in DIN EN 12831 vorzunehmen. Der gesamte Norm-Wärmeverlust Φ_i eines beheizten Raumes (i), wird wie folgt berechnet: Φ_i=Φ_(T,i)+Φ_(V,i) (1) Dabei ist Φ_(T,i) Norm-Transmissionswärmeverlust eines beheizten Raumes (i) in W Φ_(V,i) Norm-Lüftungswärmeverlust eines beheizten Raumes (i) in W Transmissionswärmeverlust Der Norm-Transmissionswärmeverlust Φ_(T,i) eines beheizten Raumes (i) wird wie folgt berechnet: Φ_(T,i)=∑▒〖f_k⋅A_k⋅U_k⋅(θ_(int,i)-θ_e)〗 (2) Dabei ist f_k Temperaturkorrekturfaktor für ein Bauelement (k) A_k Fläche des Bauelementes (k) in m2 U_k Wärmedurchgangskoeffizient des Bauelements in W/m2∙K θ_(int,i) Norm-Innentemperatur des beheizten Raumes (i) in °C θ_e Norm-Außentemperatur in °C Die Werte des Temperaturkorrekturfaktors f_k und des Wärmedurchgangskoeffizienten U_k werden in Anhang A zu Norm DIN EN 12831 Beiblatt 2 ausgewählt. Lüftungswärmeverlust Der Norm-Lüftungswärmeverlust Φ_(V,i) eines beheizten Raumes (i) wird wie folgt berechnet: Φ_(V,i)=0,34⋅V ̇_(min,i)⋅(θ_(int,i)-θ_e) (3) V ̇_(min,i)=n_min⋅V_i (4) Dabei ist V ̇_(min,i) hygienisch erforderlicher Mindest-Luftvolumenstrom eines beheizten Raumes (i) in m3/h n_min Mindest-Außenluftwechselzahl je Stunde in h-1 V_i Raumvolumen des beheizten Raumes (i) in m3 Die Heizlast Φ_HL eines Gebäudes wird wie folgt berechnet: Φ_HL=∑▒Φ_(T,i) +∑▒Φ_(V,i) +∑▒Φ_(RH,i) (5) Φ_(RH,i)=A_i⋅f_RH (6) Dabei ist Φ_(RH,i) Aufheizleistung für unterbrochenen Heizbetrieb in W A_i Fläche des beheizten Raumes in m2 f_RH Aufheizfaktor Die Berechnungsergebnisse der Gesamtheizlast werden wie in Tabelle 4 gezeigt. Heizkreis Heizlast [kW] Heizkreis 1 (Heizkörper in Kirche) 56,63 Heizkreis 2 (Heizkörper in Wohnungen) 14,76 Heizkreis 3 (Fußbodenheizung) 83,55 Gesamt 154,94 Tabelle 4: Heizlast des Gebäudes Die konkreten Berechnungsergebnisse der Heizlast jedes Raums werden in Anlage 4 dargestellt. In Tabelle 5 sind Anhaltswerte für die Heizgrenztemperatur genannt. Baustandard Heizgrenze Bestandsgebäude 15 °C Niedrigenergiehäuser 12 °C Passivhäuser 10 °C Tabelle 5: Heizgrenztemperatur (IWU, 2017) Als Heizgrenztemperatur für das Gebäude werden 15 °C angesetzt. Unter Anwendung des Wetterdatensatzes aus dem Testreferenzjahr 2010, Region 13 sind die Wärmebedarfe für Raumheizung zu berechnen. Die Tage, an der die Temperatur kleiner als 15°C, betragen 6645, wie Bild 7 zeigt. Bild 7: Außentemperatur TRY 2010 Region 13 In diesem Gebäude werden die Gruppenräume durchschnittlich 3 Tage pro Woche benutzt. In dieser Arbeit werden Freitag, Samstag und Sonntag als Betriebstage für die Kirche genommen. Die Betriebszeit an diesen 3 Tagen ist täglich 6 Uhr bis 22 Uhr. Außerhalb der Betriebszeit soll die Innentemperatur 15 °C sein. Die Soll-Innentemperatur für die Wohnungen ist immer 20 °C. Die Jahresganglinie der Heizwärmeleistung mit der Berücksichtigung der Betriebszeit wird in Bild 8 gezeigt: Bild 8: Jahresganglinie der Heizwärmeleistung Dadurch kann man die Änderung der Heizwärmeleistung im ganzen Jahr sehen. Bild 9: Jahresdauerlinie des Heizwärmebedarfs jedes Heizkreises Die Vollbenutzungsstunden der Wohnungen werden auf 2000 Stunden pro Jahr angenommen. Für die Kirche werden 1100 Stunden angenommen. Der Jahresheizwärmebedarf jedes Heizkreises wird in Tabelle 6 gezeigt. Heizkreis Jahresheizwärmebedarf in kWh/a Heizkreis 1 62.300 Heizkreis 2 29.520 Heizkreis 3 92.000 Gesamt 183.820 Tabelle 6: Jahresheizwärmebedarf Warmwasserwärmebedarf Im aktuellen Heizsystem gibt es einen Heizkreis mit einem Warmwasserspeicher, um das Warmwasser für das Gebäude bereitzustellen. Die Temperatur des Warmwassers wird auf 60 °C ausgelegt. Der Typ des Warmwasserspeichers ist Nau Duocell 500. Aus dem Datenblatt des Warmwasserspeichers kann man herauslesen, dass die Durchlaufleistung 38 kW und die Leistungskennzahl 13 beträgt. Als Bedarfskennzahl wird 13 angenommen. Die Zentralheizung muss auch den Warmwasserwärmebedarf bedienen. Der Kesselzuschlag wegen Warmwasserbedarf ist im Bild 10 abzulesen. Bild 10: Kesselzuschlag der Trinkwassererwärmung (Projektierung von Warmwasserheizungen, 2006) Gemäß Bild 10 werden für den Kesselzuschlag auf 17 kW angenommen, da die Heizlast für Warmwassererwärmung 17 kW beträgt. Der Jahreswärmebedarf des Warmwassers beträgt 148.920 kWh. Wärmebedarf des Taufbeckens Das Taufbecken wird vor der Zeremonie mit 35 °C warmen Wasser gefüllt. Die Warmwasserversorgung erfolgt über einen Plattenwärmetauscher mit 30kW und einen zentralen-Mischthermostat. Das Taubecken wird etwa 10-mal pro Jahr genutzt. Die Entnahmemenge des Taufbeckens wird auf 200 l geschätzt. Die Wärmemenge des Taufbeckens Q_T ist nach der folgenden Gleichung zu ermitteln. Q_T=m_E∙c∙∆t (7) Dabei ist m_E Entnahmemenge in kg c spezifische Wärmekapazität des Wassers in kJ/(kg∙K) ∆t Temperaturerhöhung in K Der Jahreswärmebedarf des Taufbeckens beträgt 58 kWh. PV-Anlage Belegung Modulplan Die PV-Anlage soll auf dem Dach des Bauteils B installiert werden. Zuerst wird der Modulplan für die PV-Anlage erstellt. Das Dach ist Flachdach. Die nutzbare Fläche des Daches ist ca. 400 m2. Überschlägig kann man die Größe der Anlagenleistung damit wie folgt berechnen: Anlagengröße [kWp]=Nettodachfläche[m^2 ]/10[m^2/kWp] (8) Damit ergibt sich die überschlägige Anlagengröße 40 kWp. Unter Berücksichtigung des Stromverbrauchs wird die Größe der PV-Anlage auf 30 kWp festgelegt. Bei der Anlagenplanung sollen die Sperrflächen, wie Dachfenster, Entlüftungsanlage, freigelassen werden. Der Abstand von dem Rand des Daches soll rundum ca. 1m betragen. Auch die Verschattung, die durch ein Kreuz auf der Südostseite des Dachs verursacht wird, soll berücksichtigt werden. Der Modulplan wird wie in Bild 11 gezeigt. Bild 11: Modulplan der PV-Anlage Die Modulanzahl beträgt 110. Der Typ des Moduls ist Talesun TP660P270 die maximale Nennleistung eines Moduls ist 270 W. Die Gesamtleistung der PV-Anlage ist somit 29,7 kWp. Die Gestelle werden als als Ost-West Hütchen Variante mit einem Neigungswinklen von 10° geplant. Die PV-Anlage mit Ost-West Aufständerung hat einen Vorteil, dass Solarstrom früher am Morgen und später am Abend zur Verfügung steht. Die Ausrichtungen der zu installierenden PV-Anlage ist 89° Ost und 269° West. Technische Planung Die Stromerzeugung und die Verschaltung der PV-Anlage werden über PV-Sol simuliert, welches ein dynamisches Simulationsprogramm zur Berechnung des Ertrags der PV-Anlage und Optimierung der Modulverschaltung, sowie zur Auslegung und Optimierung von PV-Anlagen mit Speicherung in Batteriesystemen ist. Die notwendigen Daten der PV-Anlagen werden in PV-Sol eingegeben. Die verwendeten Strahlungsdaten basieren auf den Klimadaten des Standorts von 1981 bis 2010. Die Jahressumme der Globalstrahlung in Nürnberg ist 1080 kWh/m2. Der Typ des gewählten Wechselrichters ist Huawei SUN2000-12kTL. Die Informationen der Verschaltung werden in Anlage 5 gezeigt. Der Dimensionierungsfaktor des Wechselrichters beträgt 112,5%. Die Simulationsergebnisse der PV-Anlage von PV-Sol werden in Tabelle 7 gezeigt. PV-Generatorenergie (AC-Netz) 27.054 kWh/a Spez. Jahresertrag 910,92 kWh/kWp Anlagennutzungsgrad 87,7 % Tabelle 7: Simulationsergebnisse der PV-Anlage Der Wert des spez. Jahresertrags liegt in einem vernünftigen Bereich, da dieser für Ost-West Systeme in Deutschland zwischen 850 kWh/kWp und 950 kWh/kWp liegt. Aus dem Bild 12 kann man die Solarstromerzeugung in verschiedenen Monaten eines Jahres sehen. Bild 12: Ertragsprognose der PV-Anlage Varianten der Ansätze In diesem Teil der Arbeit wird darauf abgezielt, die verschiedenen Ansätze für den Anschluss an der PV-Anlage zu suchen, um den erzeugten PV-Strom besser zu nutzen. Eigennutzungsstrom Zuerst wird der Eigennutzungsstrom als Verbrauch der PV-Anlage aufgenommen. In 2.2.1 wurde der Stromlastgang und der Strombedarf des Gebäudes berechnet. In PV Sol kann man die Anlagenart als netzgekoppelte PV-Anlage mit elektrischen Verbrauchern wählen und den Stromlastgang aufladen. Das Bild 13 zeigt das Verschaltungsschema des PV-Systems mit Verbrauchern. Bild 13: Verschaltungsschema der netzgekoppelten PV-Anlage mit elektrischen Verbrauchern Die Simulationsergebnisse werden in Tabelle 8, Bild 14 und 15 gezeigt. PV-Anlage PV-Generatorenergie (AC-Netz) 27.069 kWh/a Eigenverbrauch 4.450 kWh/a Netzeinspeisung 22.618 kWh/a Eigenverbrauchsanteil 16,4 % Verbraucher Verbraucher 11.167 kWh/a Stand-By Verbrauch 36 kWh/a Gesamtverbrauch 11.203 kWh/a gedeckt durch PV 4.450 kWh gedeckt durch Netz 6.752 kWh Solarer Deckungsanteil 39,7 % Tabelle 8: Simulationsergebnisse der PV-Anlage mit Eigennutzungsstrom Bild 14: Nutzung der PV-Energie für PV-Anlage mit Eigennutzungsstrom Bild 15: Deckung des Verbrauchs für PV-Anlage mit Eigennutzungsstrom Aus den Simulationsergebnissen kann man entnehmen, dass in diesem Fall nur ein kleiner Teil des Strombedarfs durch PV-Energie gedeckt wird da der Großteil der PV-Energie ins Netz eingespeist wird. Elektrischer Speicher Aufgrund der Reduzierung der Einspeisevergütung sind PV-Anlagen mit einem hohen Eigenverbrauchsanteil stets wirtschaftlicher. Die Kombination von PV-Anlage mit Batteriespeichern ermöglicht es, einen größeren Anteil des erzeugten Stroms vor Ort zu nutzen. Für das Gebäude werden die Räume in Kirche hauptsächlich für ein paar Tage in der Woche benutzt, deshalb ist es notwendig, einen Batteriespeicher mit der PV-Anlage zu kombinieren. Bei der Simulation ist die PV-Anlage an die elektrischen Verbraucher und an einen Stromspeicher angeschlossen, der neben der Batterie auch den Wechselrichter beinhaltet. Bild 16: Verschaltungsschema des PV-Systems mit Verbrauchern und Batteriesystem Als Batterie-Wechselrichtersystem wird auf SMA Sunny Boy Storage mit LG Chem RESU 10H zurückgegriffen. Die nutzbare Batteriekapazität von LG RESU 10H ist 9,3 kWh. Die Simulationsergebnisse werden in Tabelle 9, Bild 17 und 18 zeigt. PV-Anlage PV-Generatorenergie (AC-Netz) 27.069 kWh/a Direkter Eigenverbrauch 4.448 kWh/a Netzeinspeisung 19.827 kWh/a Batterieladung 2.794 kWh/a Eigenverbrauchsanteil 26,8 % Verbraucher Gesamtverbrauch 11.203 kWh/a gedeckt durch PV 4.448 kWh/a gedeckt durch Netz 4.169 kWh/a gedeckt durch Batterie netto 2.592 kWh/a Autarkiegrad 62,8 % Tabelle 9: Simulationsergebnisse der PV-Anlage mit Eigennutzungsstrom und Batteriesystem Bild 17: Nutzung der PV-Energie für PV-Anlage mit Eigennutzungsstrom und Batteriesystem Bild 18: Deckung des Verbrauchs für PV-Anlage mit Eigennutzungsstrom und Batteriesystem Aus den Ergebnissen kann man herauslesen, dass sich der Eigenverbrauchsanteil des Systems erhöht. Analog dazu steigt er Autarkiegrad des Gebäudes von 39,7% auf 62,8%. Power-to-Heat Konzept Aus dem obigen Inhalt kann man erkennen, dass es immer noch einen Anteil des erzeugten Stroms gibt, der nicht eigenverbrauch wird. Dafür wird ein Power-to-Heat Konzept gesucht, um das Energiekonzept des Gebäudes zu verbessern und mehr PV-Strom zu benutzen. Es wird die Kombination von einer Wärmepumpe mit PV-Anlage geplant, um die elektrische Antriebsenergie zum Teil durch die PV-Anlage zu decken. Der Strom wird durch eine elektrische Wärmepumpe in Wärme umgewandelt und gleichzeitig wird zusätzliche Energie aus der Umwelt gewonnen. Es ist sinnvoll für das Gebäude eine Wärmepumpe einzusetzen, weil es Fußbodenheizungen im Erdgeschoss gibt. In diesem Teil werden drei Varianten der Energiekonzepte diskutiert. Variante A Der alte Gaskessel in diesem Gebäude hat eine Lebenserwartung von 25-30, wenn dieser normal arbeitet. Deshalb wird der alte Gaskessel zurzeit weiterverwendet. Das neue Energiekonzept sieht vor, dass der Wärmebedarf des Gebäudes durch eine Wärmepumpe und den alten Gaskessel zusammen gedeckt wird. Dadurch hat der Gaskessel weniger Nutzzeiten, was die Lebensdauer verlängert. Eine Methode von Gaskessel auf die Wärmepumpe umzustellen ist es, dass die Wärmepumpe sich mit dem bestehenden Wärmeerzeuger bivalent kombinieren lässt. Die Betriebsart wird auf den bivalent-parallelen Betrieb umgestellt. Bei geringerem Wärmebedarf arbeitet nur die Wärmepumpe. Ab dem Zuschaltpunkt wird der Wärmebedarf gleichzeitig durch die Wärmepumpe und den alten Gaskessel abgedeckt. Der Gaskessel deckt den Teil bei Spitzenlast ab. Für die Wärmepumpe mit dem höheren Deckungsanteil wird der Energiebedarf von Gas verringert und mehr PV-Strom benutzt. Der Deckungsanteil von Wärmepumpe wird auf 85% ausgelegt. Der Zuschaltpunkt ist auf eine Außentemperatur von 6,5 °C festgesetzt. Die erforderliche Wärmeleistung und der Deckungsanteil von jedem Wärmeerzeuger werden in Tabelle 10 gezeigt. Gaskessel Sole/Wasser-Wärmepumpe Wärmeleistung 180 kW 65 kW Deckungsanteil 15 % 85 % Wärmebedarf 49.920 kWh 282.878 kWh Tabelle 10: Wärmeleistung und Wärmebedarf für Wärmeerzeugern von Energiekonzept Variante A Bild 19 zeigt die Jahresdauerlinie der Wärmeleistung mit Deckungsanteil von Wärmeerzeugern. Bild 19: Jahresdauerlinie von Power-to-Heat-Konzept Variante A Als Wärmepumpentyp wird eine Sole-Wasser-Wärmepumpe ausgewählt In dieser Variante kann die Wärmepumpe auch bei sehr niedriger Außentemperatur in Betrieb sein. Das Gebäude besitzt einen Gartenanteil. Deshalb ist es möglich die Erdsonden oder Erdkollektoren zu installieren. Im Vergleich zu einer Luft-Wasser-Wärmepumpe ist die Sole-Wasser-Wärmepumpe effizienter im Winter. Unter Berücksichtigung der Sperrzeiten wegen dem Energieversorger wird die Wärmeleistung der Wärmepumpe durch 65×24/(24-3) errechnet, nämlich 74 kW. Die Wärmepumpe wird vom Hersteller Viessmann gewählt. Das Datenblatt der gewählten Typen Vitocal 350-G BWS 351.B42 mit 42,3 kW und BWS 351.B33 mit 32,7 kW wird in Tabelle 11 gezeigt. Tabelle 11: Datenblatt der Sole/Wasser-Wärmepumpe (Viessmann, 2017) Die Wärmepumpe des Typs lässt sich im zweistufigen Betrieb mit einer weiteren Wärmepumpe des gleichen Typs betreiben. Die zwei Wärmepumpen leisten dann 75 kW. Die Wärmepumpe Vitocal 350-G hat den Vorteil, dass sie bereits für den Betrieb mit selbst erzeugtem Strom aus einer PV-Anlage vorbereitet ist. Aufgrund der Sperrzeit und der Überdimensionierung der Wärmepumpe wird ein Pufferspeicher in Form eines thermischen Speichers eingesetzt. Ein Pufferspeicher kann die Wärme speichern und arbeitet gleichzeitig auch als einer hydraulischen Trennung zwischen Wärmepumpe und dem verbundenen Heizungssystem. Durch den Pufferspeicher kann die Lebensdauer der Wärmepumpe verlängert werden und kann man in jedem Raum die Raumtemperatur durch Einzelregler regeln. Für die Dimensionierung des Pufferspeichers wird als Richtwert 60 l/ kW der Heizleistung genommen. V_PS=60 l/kW×Q ̇_c=60×48=2880 l (9) Der Pufferspeicher wird vom Hersteller TWL des Typs P 3000 mit Speicherinhalt 3000 l gewählt. Die max. Speicherkapazität des Pufferspeichers wird durch die folgende Formel berechnet. Q_PS=V_ps∙ρ∙c_p∙(ϑ_(Vor,WP)-ϑ_(R,Verbr.) )=151 kWh (10) Die Beladezeit t_E und Entladezeit t_A werden durch folgenden Formeln berechnet. t_E=m_ps/(m ̇_C-m ̇_V ) (11) t_A=m_ps/m ̇_V (12) Dabei ist m ̇_C Massenstrom Wärmepumpe in kg/h m ̇_V Massenstrom Wärmeverbraucher in kg/h Die Beladezeit und Entladezeit bei verschiedenen Außentemperatur werden in Tabelle 12 gezeigt. Tabelle 12: Beladezeit und Entladezeit des Pufferspeichers mit 3000 l Die Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe ist der Maßstab für die Effizienz der Wärmepumpe. Sie berechnet sich nach der folgenden Formel: JAZ=Q_WP/W_EL (11) Dabei ist Q_WP Jährliche abgegebene Wärme in kWh/a W_EL Jährliche aufgenommene elektrische Energie in kWh/a Als Jahresarbeitszahl der Sole-Wasser-Wärmepumpe wird 4 angenommen. Der jährliche Stromverbrauch wird dadurch errechnet und ist beträgt 70.000 kWh. Die Simulationsergebnisse des PV-Systems durch PV-Sol werden in der folgenden Tabelle und Bildern gezeigt. PV-Anlage PV-Generatorenergie (AC-Netz) 27.069 kWh/a Eigenverbrauch 13.728 kWh/a Netzeinspeisung 13.340 kWh/a Eigenverbrauchsanteil 50,7 % Verbraucher Verbraucher 81.167 kWh/a Stand-By Verbrauch 36 kWh/a Gesamtverbrauch 81.203 kWh/a gedeckt durch PV 13.728 kWh gedeckt durch Netz 67.474 kWh Solarer Deckungsanteil 16,9 % Tabelle 13: Simulationsergebnisse der PV-Anlage mit Eigennutzungsstrom und Sole/Wasser-WP Bild 20: Nutzung der PV-Energie für PV-Anlage mit Eigennutzungsstrom und Sole/Wasser-WP Bild 21: Deckung des Verbrauchs für PV-Anlage mit Eigennutzungsstrom und Sole/Wasser-WP An den Ergebnissen kann man erkennen, dass sich der Eigenverbrauchsanteil weiter erhöht. Besonders im Winter wird der Großteil des PV-Stroms direkt eigenverbraucht. Jedoch verringert sich durch die Integration der Wärmepumpe der Autarkiegrad wegen dem größeren Stromverbrauch gleichzeitig. Variante B Um den Autarkiegrad der oberen Variante zu steigern, wird eine Batterie mit einer Kapazität 9,3 kWh eingesetzt. In diesem Fall wird die Sperrzeit nicht berücksichtigt und kein Pufferspeicher eingesetzt. Die Wärmepumpen werden auf zwei Geräte mit Typ BWS 351.B33 umgestellt und leisten 65,4 kW. Die Simulationsergebnisse werden in der folgenden Tabelle und Bilder gezeigt. PV-Anlage PV-Generatorenergie (AC-Netz) 27.069 kWh/a Direkter Eigenverbrauch 13.705 kWh/a Netzeinspeisung 10.713 kWh/a Batterieladung 2.651 kWh/a Eigenverbrauchsanteil 60,4 % Verbraucher Gesamtverbrauch 81.203 kWh/a gedeckt durch PV 13.705 kWh/a gedeckt durch Netz 65.027 kWh/a gedeckt durch Batterie netto 2.490 kWh/a Autarkiegrad 19,9 % Tabelle 14: Simulationsergebnisse der PV-Anlage mit Eigennutzungsstrom, Sole/Wasser-WP und Batteriesystem Bild 22: Nutzung der PV-Energie für PV-Anlage mit Eigennutzungsstrom, Sole/Wasser-WP und Batteriesystem Bild 23: Deckung des Verbrauchs für PV-Anlage mit Eigennutzungsstrom, Sole/Wasser-WP und Batteriesystem Der Eigenverbrauchsanteil und der Autarkiegrad erhöhen sich in unterschiedlichem Maße. Aber der Vorteil der Batterie ist nicht sehr offensichtlich. Ob die Installation mit Batterie besser ist, wird im Kapitel 2.5 mit wirtschaftlicher Analyse weiter erläutert. Variante C Es ist die Problematik zu berücksichtigen, dass die PV-Anlage wenig Strom im Winter erzeugen kann. Im Gegensatz dazu benötigt das Heizungssystem an den kalten Tagen mehr Energie. Dies führt zu dem Umstand, dass bei tiefen Temperaturen der Wärmebedarf nur durch den Gaskessel gedeckt wird. Diese Betriebsart heißt bivalent-alternativer Betrieb. Die Wärmequelle der Wärmepumpe wird auf Luft-Wasser ausgelegt. Diese Methode wird auch für die Situation, dass die Installation des Erdwärmetauschers nicht möglich ist, übernommen. Die Wärmepumpe kann die Restwärme der Luft benutzen, bevorzugt die aus dem Keller, dadurch kann man den Heizungsraum, der derzeit sehr warm ist, mit der kalten Abluft kühlen. Die Luftwärmepumpe arbeitet nicht so effizient wie Sole/Wasser-Wärmepumpen, allerdings wird diese Situation sich verbessern, wenn die Luft/Wasser-Wärmepumpe an den kalten Tagen abgestellt wird. Im Sommer und in der Übergangszeit kann die Luftwärmepumpe die Luftwärme in Heizwärme effizienter umwandeln. Der Jahresdeckungsanteil von Wärmepumpe der Betriebsart ist häufig relativ gering als anderen bivalenten Betriesarten. Der Bivalenzpunkt wird auf eine Außentemperatur von 2 °C ausgelegt, dadurch sind die beiden Werte von dem Autarkiegrad und dem Deckungsanteil der Wärmpumpe nicht gering. Die erforderliche Wärmeleistung und der Deckungsanteil von jedem Wärmeerzeuger werden in Tabelle 15 und Bild 24 gezeigt. Gaskessel Luft/Wasser-Wärmepumpe Wärmeleistung 180 kW 86 kW Deckungsanteil 42 % 58 % Wärmebedarf 139.775 kWh 193.023 kWh Tabelle 15: Wärmeleistung und Wärmebedarf für Wärmeerzeugern von Energiekonzept Variante C Bild 24: Jahresdauerlinie von Energiekonzept Variante C Unter Berücksichtigung der Sperrzeit soll die Wärmeleistung der Wärmepumpe 98 kW erreichen. Die Wärmepumpe wird auch vom Hersteller Viessmann gewählt. Der Typ ist Vitocal 300-A AWO 302.A60 mit 26,4
Die ursprüngliche Absicht dieses Artikels ist eine BIM-Lösung für ein bestehendes Gebäude zur Verfügung zu stellen. Es lässt solches Projekt, das unvollständige und ungenaue Daten von Grundrisse und Geräteinformation besetzt, den BIM-Modell durch Punktwolke mithilfe neuer Lasertechnologie wiederkonstruieren. Für Modellrekonstruktion können wir zahlreiche Funktionen von der Gebäude- Informationen-Integration in Revit verwenden, um Gebäude-Informations-Modell weiterhin zu verbessern und Gebäudes-Zyklusmanagement-Modell dadurch zu ermöglichen. Nach der Fertigstellung des BIM-Modell können wir die entsprechende Datenbank mithilfe des API in Revit erzeugen, so dass eine Vielzahl von Informationen von verschiedenen Benutzergruppen effektiv verwendet werden können. Das Beispielprogramm zur Fehlerdiagnose in diesem Artikel ist basiert auf die Datenbank und kombiniert mit räumigen und identifizierenden Informationen vom Modell benutzt werden zu können, um den folgenden Zweck zu ermöglichen, dem Ingenieur bei der Verwaltung zu helfen oder selbständige Heizungsanlagen-Diagnose und Reparaturverfahren zu durchzuführen.
Schwerpunkt 1: - Erproben einer bereits vorhandenen Versuchseinrichtung hinsichtlich der Reproduzierbarkeit der Druck- und Temperaturmessungen. - Ermittlung der Größen, die die Reproduzierbarkeit der Messungen hauptsächlich beeinflussen. - Untersuchung verschiedener Gasgeneratoren (Pyro-, Hybrid- und Kaltgastechnik) und Ermittlung der Kenngrößen. Schwerpunkt 2: - Konzeptionelle Untersuchung zur Erweiterung der Versuchseinrichtung zur Ermittlung des Arbeitsvermögens der Gase bzw. Gasgemische, die von den verschiedenen Gasgeneratortechnologien erzeugt werden. - Umsetzung, Erprobung und Bewertung des Konzepts.
Im Rahmen der Diplomarbeit wird die Produktionslinie eines Echtholzproduktes im Werk Langfang V.R. China geplant. Hintergrund: Das Werk Langfang in der V.R. China ist ein Fertigungsstandort der Novem Car Interior Design GmbH. Dieses Werk produziert seit 2007 Echtholzteile für den Automobilinnenraum. Zum momentanen Zeitpunkt werden 3 verschiedene Projekte im Werk Langfang produziert. Ab Oktober 2010 wird eine neue Produktionslinie für das Projekt Audi C7 eingerichtet. Die Planung dieser neuen Produktionslinie wird im Rahmen dieser Diplomarbeit behandelt. Hauptaufgabestellungen sind: Kapazitätsplanung Materialflussplanung Lagerplanung Layoutplanung
Untersuchung der Umsetzung der weltweite technische After Sales Standards von Volkswagen an den zwei chinesischen Joint Ventures: FAW-VW und SVW. Durch die Analyse der After Sales Bedingung bei die zwei JV und Vergleich mit Soll-Situation werden die Umsetzungsmöglichkeit bewertet. Das Ergebnis der Untersuchung bietet die Basis für die Weiter-Untersuchung und die praktische Anpassung.
Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Implementierung unterschiedlicher Einführungskonzepte von einheitlichen Prozessen und Standards im Bereich After Sales für die chinesischen JV SVW und FAW VW der Volkswagen AG. Nach der Einführung in das Thema folgt ein Überblick über die Grundlagen der betrieblichen After Sales Organisation. Anschließend werden die Arbeitsabläufe, prozessorientierten IT-Systeme und kulturelle Unterschiede in den eigenen VW-Produzenten analysiert. Daran anknüpfend wird die passende Materiesmittel das Handbuch
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(2015)
Diese Diplomarbeit diskutiert über die Möglichkeit der Anwendung für das Kältespeicher in Friedrichstadt-Palast. Um den Energieverbrauch des Gebäudes zu ermitteln werden die Kühllast und Kälteleistung bei verschiedenen Szenarien zuerst berechnet. Durch Kurz- beschreibung von dem Ist-Stand der Kälteversorgung und der künftige Änderungen der Anforderungen wird die Notwendigkeit der Integration für das Kältespeicher erklärt. Danach werden drei Regelstrategie des Kältespeichers vorgestellt und die Lastgänge der Kälteleistungen für alle Strategie simuliert. Ziel solcher Simulationen ist es, für den vorhandenen Kaltwassersatz einen geeigneten Speicher zu finden. Unter Berücksichtigung der bestehenden Anforderungen hinsichtlich Kälteleistung können ein Lösungsansatz zur Einbindung der Kältespeicheranlage vorgeschlagen werden. Nach der Lösungsplanung können die überschlägige Investitionskosten geschätzt werden. Anschließend wird die Amortisationszeit der Investition für den Kältespeicher festgelegt.
Bei der Inbetriebnahme von Karosseriebauanlagen werden bis zur Erfüllung der Ansprüche an Qualität und Anmutung der Baugruppen zeit- und kostenintensive Optimierungsschleifen durchlaufen. Zur Reduzierung dieser Prozesse soll zukünftig verstärkt von der FE-Simulation Gebrauch gemacht werden. Um die FE-Simulation zukünftig verstärkt anwenden zu können, muss die entsprechende CAD-Modelle vom Bauteil und Werkzeug aufgebaut werden.
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