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Beim Presshärten von Mangan-Bor-Stählen handelt es sich um eine Verfahrenskombination aus Umformen und martensitischen Härten, welche sich in den vergangenen Jahren als wegweisende Leichtbaustrategie in der Automobilindustrie etabliert hat. Hierfür werden Stahlplatinen in einem Rollenherdofen austenitisiert und anschließend in einem wassergekühlten Umformwerkzeug, umgeformt und abgekühlt. Durch ungünstige Überlagerungen thermischer und mechanischer Spannungen sowie nicht konturnaher Kühlkanalgeometrien, kommt es regelmäßig zum Produktionsstillstand aufgrund von Rissen im Werkzeug. Neben einem kostenintensiven Stillstand der Anlage geht damit ein aufwendiger Instandhaltungsprozess einher.
Um die Stillstandszeiten sowie den Instandhaltungsaufwand zukünftig dezimieren zu können, wird die Verwendung einer neuen Fertigungstechnologie untersuch und beleuchtet. Hierfür wird ein Teil des Werkzeugs (auch Umformeinsatz genannt), durch Elektronenstahlschmelzen aus einem pulverförmigen Werkstoff, additiv gefertigt und dessen Einsatz unter Serienbedingungen erforscht. Dabei werden die Einhaltung der vom Kunden geforderten Qualitätsmerkmale, die Standzeit sowie die Anwendung der im Unternehmen etablierten Instandhaltungsmaßnahmen am additiv gefertigten Umformeinsatz näher untersucht. Zur Einschätzung der Wirtschaftlichkeit erfolgt ein Vergleich der konventionell und additiv gefertigten Version hinsichtlich der eben genannten Parameter.
Diese Arbeit befasst sich mit der Darstellung und Vorplanung verschiedener technischer Lösungen für die Wärmeversorgung der Friedenskirche Zwickau. Das Hauptanliegen ist die Entwicklung und Bewertung eines Heizkonzepts, mit dem Ziel, den Energieverbrauch zu senken und das Raumklima im Kirchensaal zu verbessern.
Es wird die Möglichkeit untersucht, das Alter von Schäden an metallischen Karosserieteilen des Exterieurs zu bestimmen. Dazu werden Korrosionsprozesse und die Unterwanderung der Korrosionsschutzschichten näher untersucht. Darüber hinaus wird ein Feldversuch an realen Fahrzeugen konzipiert, welcher der verbesserten Einschätzung von Korrosionsraten um Beschädigungen dienen soll und Einflussfaktoren untersucht.
Diese Arbeit konzentriert sich auf die Entwicklung eines integrierbaren Niederdruckspülkreises im Hochdruckprüfkreis zur initialen Spülung von Axialkolbeneinheiten auf einem Pumpenprüfstand. Der Fokus liegt dabei auf der allgemeinen Thematik der Spülkreise, wobei
besondere Aufmerksamkeit den spezifischen Anforderungen bei der Auslegung dieser Kreise gewidmet wird. Ein zentraler Aspekt dieser Arbeit betrifft die Hydraulikfilter, die als entscheidende Komponenten in einem Spülkreis betrachtet werden. Daher nehmen die
Hydraulikfilter einen umfassenden Teil dieser Forschungsarbeit ein.
Um die Integration in den Hochdruckprüfkreis zu ermöglichen, wurde intensiv an der Konstruktion von Hydrauliksteuerblöcken gearbeitet, wobei auch die Verschaltung und Integration von Logik-Elementen thematisiert wurde. Im Verlauf dieser Arbeit wurde durch Spülversuche zudem eine auf die Nenngröße einer Axialkolbeneinheit bezogene Mindestspüldauer ermittelt. Eine Wirtschaftlichkeitsprüfung wurde ebenfalls durchgeführt, um die entstehende Prüfzeitverlängerung durch den Spülprozess mit den bisherigen, durch Verschmutzung bedingten Stillstandszeiten zu vergleichen.
Mit der Unterzeichnung des Pariser Klimaschutzübereinkommens im Jahr 2016 haben sich Deutschland sowie die Europäische Union dazu verpflichtet, Anstrengungen zu unternehmen, die Erhöhung der globalen Durchschnittstemperatur zu begrenzen. Ein wichtiger Faktor ist dabei die Emission von Treibhausgasen, von denen in der Bundesrepublik Deutschland ein großer Teil bei der Deckung des Energiebedarfs von Gebäuden erzeugt wird. Steigende Energiepreise sind ein weiterer Grund, um eine Optimierungsbetrachtung im Energieverbrauch von Gebäuden durchzuführen. Untersuchungen aus der Forschung schätzen die Einsparmöglichkeiten durch optimierte Regelverfahren in der Heizungstechnik als signifikant ein. Hierzu bieten sich die mittlerweile weit verbreiteten Gebäudeautomationssysteme an.
Die vorliegende Arbeit hat das Ziel der Untersuchung alternativer Ansätze der bedarfsgerechten Regelung versorgungstechnischer Anlagen in der Gebäudetechnik, mit Schwerpunkt auf der automatischen Ermittlung des Wärmebedarfs in der gewerblichen Heizungstechnik durch bereits im Objekt eingesetzte Sensorik.
Hierfür wurden nach einer Recherche zu alternativen Regelkonzepten in der Fachliteratur die weiter zu untersuchenden Regelansätze in einem methodisch durchgeführten Vergleich ausgewählt. Regelungsansätze mit der grundlegenden Funktionsweise der Berücksichtigung der Spreizung von Vor- und Rücklauftemperatur haben sich dabei als vielversprechend herausgestellt.
Die weitere Untersuchung erfolgte anhand eines Simulationsmodells. Dieses wurde auf der Grundlage eines real geplanten und errichteten Gebäudes gebildet. Dabei kamen die Programme MATLAB und Simulink sowie die Bibliothek Simscape zum Einsatz. Auf Basis der zu betrachtenden Regelungsansätze wurden Regelungen entworfen und in das Modell integriert.
In der Gesamtbetrachtung zeigte sich, dass bei Anwendung der entwickelten Regelungen, im Vergleich zu konventionellen Regelungsmethoden in der Heizungstechnik, eine Optimierung im Betriebsverhalten möglich ist.
Weitere Ansätze zur technischen Realisierung sowie einer Ausweitung der Thematik auf kühlungstechnische Anlagen scheinen sinnvoll.
Problemstellung:
Zur Einhaltung der Verordnung (EU)2019/1781 müssen gegenwärtige Einphasenmaschinen konstruktiv angepasst werden. Um die Produktzuverlässigkeit zu gewährleisten, sind Anlaufprüfungen mit unterschiedlichen Belastungs- und Trägheitsmomenten nötig. Besonders von Bedeutung sind hier die Anlaufzeiten der Maschinen, Abschaltzeiten und Abschaltspannungen des Anlaufkondensators.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, darzustellen wie mit einfachen Mitteln ein Prüfstand für diese Aufgabe umgesetzt werden kann. Des Weiteren wird auf Besonderheiten und Probleme bei Prüfungen von Einphasenmaschinen eingegangen. Die Vorgehensweise der Anlaufprüfung wird exemplarisch an einem Modell vollzogen. Es erfolgt eine Auswertung der Messergebnisse und der Vergleich mit berechneten Werten. Abschließend wird noch eine Fehlerbetrachtung durchgeführt.
Die Messungen haben gezeigt, dass die hier betrachteten Maschinen alle vorgegebenen Parameter einhalten. Es wurden Kennlinien für maximale konstante Belastungsmomente und Trägheitsmomente im Anlauf erstellt. Zusätzlich wird eine Berechnungsmöglichkeit der Anlaufzeit aufgezeigt.
Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Modellierung eines hydraulischen Antriebs, der aus drei Hauptkomponenten besteht: dem Frequenzumrichter, dem Elektromotor und der Pumpe. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf der Modellbildung für Elektromotoren, insbesondere für Asynchron- und Synchronmotoren.
Diese Diplomarbeit befasst sich mit den Möglichkeiten, ein Gebäude, in welchem Menschen mit körperlichen und / oder geistigen Einschränkungen betreut untergebracht sind, mit Hilfe eines Gebäudeautomationssystems energieeffizienter zu machen und den Wohnkomfort der Bewohner zu erhöhen.
Es soll verdeutlicht werden, dass sich die Verringerung des Energieverbrauchs und eine gleichzeitige Steigerung des Wohnkomforts nicht gegenseitig ausschließt, sondern beides mit Hilfe intelligenter Regelungen gleichzeitig umsetzbar ist.
Untersuchung einer transformatorbasierten elektrischen Last für die Erprobung von Wechselrichtern
(2023)
Die Erprobung von Einzelkomponenten erfordert eine umfassende Reihe an Prüfungen. Nicht selten bedeutet die Prüfung eines neuen Prototyps, dass vorhandene Prüfstände angepasst werden müssen, um dem Lastenheft der Auftraggeber zu entsprechen. Diese Anpassungen zielen darauf, das Prüfobjekt unter gleichzeitiger Berücksichtigung wirtschaftlicher Aspekte auch in seinen Grenzbereichen zu belasten. Aktuell werden entweder Prüfstandssysteme eingesetzt, welche sich durch niedrige Kosten auszeichnen, aber eine geringe elektrische Leistung im Vergleich zur Nennleistung des Prüflings besitzen oder Testsysteme, welche die elektrischen Parameter des Prüflings ausreizen, aber deutlich kostenintensiver und somit für Langzeittests ungeeignet sind.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung eines transformatorbasierten Lastsystems zur Erprobung von Wechselrichtern. Dabei gilt es zu analysieren, wie sich ein Wechselrichter im Betrieb mit einem Transformator verhält und unter welchen Bedingungen und mit welchen Einschränkungen eine Belastung im Nennleistungsbereich realisierbar ist.
In dieser Arbeit wurden ausgewählte EES-Methoden auf ihre üblichen Anwendungsbereiche und Grenzen untersucht und diese mit den EES-Werten der GIDAS-Datenbank verglichen. Es wurde deutlich, dass die ausgewählten EES-Methoden über modellspezifische oder anwendungsspezifische Grenzen verfügen. Um die Grenzen der EES-Methoden und die dadurch entstehenden Unsicherheiten gering zu halten, wurden stets zwei EES-Methoden miteinander kombiniert. In einer vom Verfasser entwickelten Qualitätsbetrachtung wurden die Ergebnisse der EES-Methoden zueinander bewertet. Weiterhin wurde der EES-Wert der GIDAS in den Qualitätssicherungsprozess einbezogen und bewertet. Für diese Qualitätsbetrachtung wurde die Realunfalldatenbank der GIDAS zum Stand Juni 2022 bereitgestellt. Die Datenbank hatte zum benannten Zeitpunkt einen Umfang von 55955 Datenbankeinträgen. Diese wurde nach unterschiedlichen Kriterien untersucht, wie beispielsweise nach häufigen Fahrzeugtypen, Anstoßbereich und angegebenen EES-Wert. Nach erfolgter Datensichtung wurden vier Fahrzeugtypen der Kompaktklasse und vier Fahrzeugtypen der Kleinwagenklasse ausgewählt. Aus diesen zwei Fahrzeugklassen wurden insgesamt 40 GIDAS-Fälle für die Qualitätssicherung ausgewählt.
In dem Qualitätssicherungsprozess wurden vier übliche, praktikable und reproduzierbare EES-Methoden verwendet. Dabei handelt es sich um Methoden mit unterschiedlichen Lösungsansätzen. Durch die Kombination von visuellen Methoden wie der Expertenschätzung und dem visuellen Vergleich mit mathematischen Methoden wie dem 3D-EES-Modell und der Crash3-Methode können objektive Ergebnisse erzielt werden. Andere Methoden wie die FE-Methode, die Energieraster-Methode und die Faustformel konnten nicht in den Qualitätssicherungsprozess einbezogen werden. Grund dafür sind teilweise veraltete und unzureichende Modellannahmen. Weiterhin wurden ausschließlich Methoden genutzt, die zugänglich und öffentlich publiziert wurden. Das fördert die Objektivität und Nachvollziehbarkeit.
Es wurde überprüft, ob der EES-Wert mit den ausgewählten EES-Methoden dieser 40 GIDAS-Fälle ermittelt werden konnte. Die Expertenschätzung konnte in 39 von 40 aus-gewählten GIDAS-Fällen durgeführt werden. Grundsätzlich ist eine EES-Bewertung mit der Expertenschätzung immer dann möglich, wenn der Untersuchungsfall über ausreichende Fotodokumentationen und Fahrzeugdaten, wie Masse und Fahrzeugtyp verfügt. Die Expertenschätzung wurde auf der Plattform ReconData durchgeführt. Auf dieser Grundlage wurde die Differenz zwischen dem EES-Wert der GIDAS-Datenbank und dem Ergebnis der Expertenschätzung ausgewertet. Die Differenz lag im Mittel bei 23,59 %. Weiterhin wurden Betrachtungen zur Entwicklung des Energieverhältnisses und der Anzahl der schätzenden Experten durchgeführt.
Mit der Crash3-Methode konnten 13 GIDAS-Untersuchungsfälle bewertet werden. Da-bei wurden auch die Differenzen zwischen dem EES-Wert der GIDAS-Datenbank und dem berechneten EES-Wert mit dem Crash3-Modul dargestellt. Die Abweichung lag bei 25,24 %. Innerhalb dieser Arbeit wurden ausschließlich Crashtests verwendet, die hinsichtlich des Fahrzeugherstellers, Fahrzeugtyps und des Baujahres übertragbar gewesen sind. Aufgrund modularer und herstellerübergreifender Bauweisen können auch Crashtests anderer baugleicher Fahrzeuge zufriedenstellende Berechnungsergebnisse liefern. Dies sollte jedoch in weiteren Arbeiten untersucht werden.
Die EES-Berechnung der ausgewählten GIDAS-Datensätze mit dem 3D-EES-Modell konnte in 37 Fällen durchgeführt werden. Dabei ergab sich eine Abweichung zwischen dem EES-Wert der GIDAS-Datenbank mit dem berechneten EES-Wert des 3D-EES-Modells von 38 %.
Der visuelle Vergleich konnte mit einem Untersuchungsfall der GIDAS-Datenbank durchgeführt werden. Die Differenz zwischen dem EES-Wert der GIDAS-Datenbank mit dem berechneten EES-Wert mit dem visuellen Vergleich beträgt 53,9 %.
Weiterhin wurde bei 39 Untersuchungsfällen auch die EES-Bewertung mit dem EES-CNN-Modul durchgeführt. Grund für die Auswertung mit dem EES-CNN-Modul ist, dass es plausible Ergebnisse liefern kann und durch die Einbindung in das Simulationsprogramm PC-Crash den meisten Nutzern dieses Simulationsprogramms zur Verfügung steht. Weiterhin könnte die Verwendung des EES-CNN-Moduls zur EES-Bewertung eine gute Alternative gegenüber den bisherigen EES-Methoden darstellen. Bei der Auswertung der Methode wurde der ausgegebene EES-Bereich des EES-CNN-Moduls mit dem EES-Wert der GIDAS-Datenbank verglichen. Dieser stimmte in 11 Fällen überein. Dabei war jedoch auffallend, dass der detektierte Schadenbereich mit dem EES-CNN-Modul teilweise stark vom tatsächlichen Schadenbereich abweicht. Dies war unabhängig vom ausgegebenen EES-Bereich. Mit dem EES-CNN-Modul konnte in 11 GIDAS-Untersuchungsfällen der Schadenbereich gut erfasst werden.
Die Qualitätssicherung der 40 ausgewählten GIDAS-Untersuchungsfälle erfolgte, indem die ermittelten EES-Werte mit den ausgewählten EES-Methoden zueinander in einer Qualitätsformel betrachtet wurden. Dazu wurden zwei Methoden für die Qualitätsbewertung ausgewählt und die entsprechende Differenz bewertet. Im Qualitätsprozess konnte in 92,5 % der Untersuchungsfälle die Expertenschätzung verwendet werden, in 72,5 % das 3D-EES-Modell, in 22,5 % die Crash3-Methode und in 2,5 % der visuelle Vergleich. 22 der 40 ausgewählten GIDAS-Untersuchungsfälle konnten das vorgegebene Qualitätsintervall einhalten oder unterschreiten. Der vorgegebene EES-Wert der GIDAS-Untersuchungsfälle wurde nun in einem zweiten Schritt mit den Ergebnissen der EES-Methoden bewertet. Dazu wurde der Mittelwert aus den ausgewählten EES-Methoden eines Untersuchungsfalls gebildet und mit dem EES-Wert der GIDAS-Datenbank verglichen. Auch diese Werte sollten einem vorgegebenen Qualitätsintervall entsprechen. Wenn dieses Qualitätsintervall eingehalten werden konnte, dann kann der entsprechende Untersuchungsfall als qualitätsgesichert betrachtet werden. Dieses Qualitätsintervall konnte in 14 GIDAS-Untersuchungsfällen eingehalten werden. Das entspricht einem prozentualen Anteil von 35 %. Diese stellen aufgrund ihrer guten Dokumentationslage und Nachvollziehbarkeit eine gute Basis für die EES-Bewertung von anderen Schadenfällen dar und können dem Sachverständigen als Referenzfall dienen. Um diese Nachvollziehbarkeit und Objektivität gewährleisten zu können, ist es maßgeblich, dass die qualitätsgesicherten Untersuchungsfälle der GIDAS, die Vorgehensweise der Qualitätssicherung und die entsprechenden Berechnungsergebnisse sowie relevante Fahrzeugdaten protokolliert und dem Nutzer bereitgestellt werden. Wenn diese qualitätsgesicherten GIDAS-Untersuchungsfälle zur EES-Ermittlung anderer Schadenfälle dienen, dann ist es notwendig, diese trotz erfolgter Qualitätssicherung mit hinreichendem Sachverstand zu bewerten.
Diese ermittelte Qualitätssicherungsmethode stellt ein beispielhaftes Verfahren dar, welche die EES-Werte der GIDAS-Datenbank mit ausgewählten EES-Methoden vergleicht und ein Bewertungsschema für ein wahrscheinliches Ergebnis vorgibt. Dabei ist es momentan nicht möglich numerische Sicherheiten auszugeben. Innerhalb dieser Arbeit wurde ein Verfahren entwickelt, welches die geforderte Nachweispflicht der DIN EN ISO 9000 für Validierung erfüllt und ein mögliches Qualitätssicherungsverfahren bereitstellt. Möglicherweise ergeben sich im Laufe der Zeit weitere Erkenntnisse, um dieses Verfahren fortzuführen oder zu verbessern.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Verwendbarkeit von differentiellen globalen Satellitennavigationssystemen (DGNSS) und Echtzeitkinematik (RTK) in der Unfallanalytik. Dazu wurden zwei Messsysteme in Hinblick auf ihre Genauigkeit der Positions-, Geschwindigkeits-, und Fahrtrichtungsdaten untersucht. Eines der Messsysteme verfügte über einen herkömmlichen GNSS-Empfänger, während das Zweite mit einem DGNSS und RTK-Empfänger ausgestattet war. Im Anschluss an eine theoretische Einführung in das Thema der Satellitennavigation und einer Marktanalyse wurden verschiedene Fahrversuche durchgeführt, die sich an den Anforderungen der Unfallanalytik orientierten. Dabei wurde die Messgenauigkeit der Systeme unter günstigen und ungünstigen Bedingungen in Bezug auf die Satellitensignalverfügbarkeit getestet.
Nach der Auswertung der Versuche und der Fehlerbetrachtung wurde im Fazit ein Überblick über die Ergebnisse sowie ein Ausblick über weiteres Forschungspotential gegeben.
In dieser Arbeit wird das Blickverhalten von Fahrzeugführern von PKW durch die
Innen- und Außenspiegel thematisiert.
Dazu werden zu Beginn der technische Stand von Fahrzeugspiegeln und Assistenzsystemen
im Zusammenhang mit diesen, rechtliche Rahmenbedingung zu
Fahrzeugspiegeln (insbesondere für PKW) sowie Grundlagen zur Informationsaufnahme
und Distanzschätzung des Menschen behandelt. Weiterhin werden die Ergebnisse
vorheriger Untersuchungen zum Blickverhalten von Fahrzeugführern
durch die Rückspiegel sowie zur Einschätzung von Distanzen durch die Rückspiegel
thematisiert.
Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt darauf, in einem Versuch unter der Vorgabe der
Fixationszeiten vergleichbare Ergebnisse zu vorangegangenen Untersuchungen
hinsichtlich der Qualität von Distanzschätzungen durch die Fahrzeugspiegel zu erzielen.
Dazu wurde im Vorfeld ein System entwickelt, welches es dem Versuchsleiter
ermöglicht die Fixationsdauern der Probanden für die einzelnen Spiegel gezielt
zu steuern. Die gewonnenen Ergebnisse des Versuchs werden im Anschluss ausgewertet
und mit denen vorangegangener Untersuchungen verglichen.
Schlussendlich werden Rückschlüsse für die Verkehrssicherheit sowie die Verwendbarkeit
der Probandenaussagen im Rahmen der Rekonstruktion von Verkehrsunfällen
gezogen. Abschließend erfolgt ein Ausblick auf weiterführende Untersuchungen.