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Die lichttechnischen Einrichtungen (kurz LTE) begegnen uns im alltäglichen Leben und spielen eine große Rolle für den Menschen. Sie sind eines der wichtigsten Sicherheitssegmente überhaupt, vor allem im KFZ-Bereich. Besonders bei einer sehr hohen Verkehrsdichte wie in Deutschland ist es wichtig, dass bei allen Witterungsbedingungen das eigene Fahrzeug gesehen wird. Ebenso muss eine bestmögliche Ausleuchtung der Fahrbahn, ohne weitere Verkehrsteilnehmer zu blenden, sichergestellt werden. Im Rahmen der Hauptuntersuchung werden genau diese Kriterien überprüft. Das heißt: sind alle LTE und adaptive Lichtfunktionen funktionsfähig und ist die Scheinwerfereinstellung korrekt. Jedoch sind einer Überprüfung der Einstellung von Scheinwerfern Grenzen gesetzt. Auf Grund der Zunahme moderner LTE, wie Xenon und vor allem LED, sind die herkömmlichen Scheinwerfer-Einstell-Prüfgeräte (kurz SEP) nicht mehr ausreichend. Denn diese Lichtsysteme erzeugen in Abhängigkeit der Bauweise des Scheinwerfers einen
Auf Grund der Klimapolitik steigt das Verlangen nach alternativen Antriebssystemen in den vergangenen Jahren an, wobei Brennstoffzellenfahrzeuge eine große Rolle spielen. Um deren Wettbewerbsfähigkeit zu optimieren, liegt das Ziel darin den Anteil der verwendeten Edelmetalle zu minimieren, um die Herstellungskosten zu senken. Eine zielführende Maßnahme liegt darin, die Leistungsdichte der Brennstoffzelle zu steigern, sodass der Bauraum minimiert werden kann. Dies erfolgt durch die Erhöhung des Systemdrucks im Brennstoffzellenstack mit Hilfe eines elektrisch angetriebenen Kompressormoduls.
Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Auswahl und Konzeptionierung einer geeigneten elektrischen Maschine als Antriebseinheit für den Kompressor sowie einer Variantenbewertung für die Konstruktion des Kompressormoduls. Im Fokus dieser Arbeit steht eine umfangreiche Parameterstudie der Antriebseinheit, um das festgelegte Anforderungsprofil bestmöglich abzudecken. Damit ein Abgleich der errechneten Leistungsdaten erfolgen kann, werden unterschiedliche Softwaretools verwendet. Zudem wird in Kombination mit der Finite Element Methode die Festigkeit der sich ergebenden Rotorgeometrie unter den auftretenden Belastungen überprüft.
Mit der Mensch-Roboter-Kollaboration ist ein Arbeitsszenario entstanden, bei dem sich der klassische Arbeitsplatz eines industriellen Roboters zunehmend verändert. Beim kollaborierenden Roboterbetrieb arbeiten Personen ohne trennende Schutzeinrichtungen in unmittelbarer Nähe des Roboters und es kann infolgedessen zu einem physischen Kontakt kommen. Diese Diplomarbeit befasst sich mit der Konzeptionierung eines kollaborierenden Roboters, der die Montage und Demontage von Flugzeugfahrwerken deutlich vereinfachen soll. Um die Gefahren bei dieser Arbeitsaufgabe zu ermitteln und auftretende Risiken zu minimieren, erfolgt die Durchführung einer Risikoanalyse. Neben der geforderten Sicherheit, stehen die hohe Tragfähigkeit, sowie die Mobilität des Roboters im Vordergrund. Schwerpunktmäßig wird dazu durch eine Variantenbildung und eine Variantenbewertung der Fahrantrieb für diesen Roboter konzipiert. Aufgrund der fehlenden trennenden Sicherheitstechnik werden andere Maßnahmen getroffen, um diese schutzzaunlose Zusammenarbeit sicher zu gestalten. Mit der Erarbeitung des Sensorkonzeptes werden dazu geeignete Sensoren ausgewählt, die verschiedene Roboterzustände und Umgebungsfaktoren überwachen.
Im Zuge der Einführung von SAP S/4 HANA beim Automobilhersteller Volkswagen Sachsen GmbH galt es, die Kompatibilität der Software mit den Prozessen und Gegebenheiten der Abteilungen abzugleichen. Betrachtungsgegenstand dieser Arbeit ist die Instandhaltung des Gewerkes Montage im Fahrzeugwerk Zwickau. Einerseits musste eine geeignete Struktur für die Einbringung der vorhandenen Betriebsmittel in das neue Enterprise-Resource-Planning-System entwickelt werden. Andererseits war die systemseitige Unterstützung der Kernprozesse zu prüfen sowie Hinweise für die Systemumstellung bereitzustellen. Aus der Analyse des Anlagenportfolios sowie der bisherigen Einbindung wurden Anforderungen an die neue Anlagenstruktur abgeleitet. Ebenso trugen Untersuchungen der Instandhaltungsprozesse Wartung, Störungsabwicklung und Pflege der Stammdaten zur Strukturentwicklung bei. Weiterhin war die Analyse dieser Prozesse Grundlage für die Entwicklung von Testszenarien. Mithilfe dieser Testfälle sollte die Eignung von SAP S/4 HANA für die Abteilung bewertet werden. Ausgehend von den gewonnen Erkenntnissen wurden grundlegende Variationsmöglichkeiten der Anlagenstruktur gegenübergestellt. Die letztendlich ausgewählte Struktur beinhaltet funktionelle, örtliche und prozessbezogene Zuordnungen, wobei die analysierten Anforderungen erfüllt sind.
Die Auswertung der Testszenarien bestätigt die Kompatibilität der Kernprozesse mit dem neuen Enterprise-Resource-Planning-System. Durch die Arbeit im System ließen sich Hinweise für die Systemumstellung ableiten, welche zur Sicherung der Funktionsfähigkeit beitragen und die betrachteten Prozesse beschleunigen können.
Jährlich entstehen deutschen Unternehmen Produktionsausfallkosten in Höhe von etwa 75 Milliarden Euro aufgrund von Arbeitsunfähigkeiten der Beschäftigten. Ein Arbeitnehmer war im Jahr 2016 durchschnittlich 17,2 Tage arbeitsunfähig. Als Hauptursachen hierfür lassen sich Erkrankungen des Muskel-Skelett-Systems, psychische Störungen und Verletzungen aufgrund ungenügend gestalteter Arbeitsbedingungen identifizieren.
Zielstellung der vorliegenden Arbeit ist es, mögliche Gefährdungsrisiken für Beschäftigte und Arbeitsumgebung an einer neu implementierten Produktionslinie zu ermitteln sowie das daraus resultierende Gefährdungspotential zu minimieren. Hierfür wurde eine Gefährdungsbeurteilung durchgeführt, im Rahmen derer gefahrbringende Bedingungen im betrachteten Bereich systematisch ermittelt und bewertet wurden. Im Anschluss daran erfolgte eine Ableitung gefährdungsmindernder Schutzmaßnahmen.
Um die Gefährdungen strukturiert ermitteln und erfassen zu können, wurde eine Checkliste angefertigt. Die Entwicklung eines weiteren Beurteilungsbogens ermöglichte die übersichtliche Durchführung und Dokumentation einer Risikobeurteilung der jeweiligen Gefährdung, das Festlegen von Schutzmaßnahmen und für deren Umsetzung verantwortliche Personen sowie eine anschließende Kontrolle der Wirksamkeit.
Als Ergebnis konnten 30 Gefährdungen im betrachteten Arbeitsbereich ermittelt und bewertet sowie wirksame Schutzmaßnahmen zur Minderung beziehungsweise Beseitigung dieser festgelegt werden. Das Schaffen eines sicheren und gesundheitsförderlichen Arbeitsumfeldes für die Beschäftigten der Produktionslinie wurde so grundlegend ermöglicht.
Erstellung eines TPM-Konzeptes als Teil der Lean-Strategie in einem mittelständischen Unternehmen
(2018)
Inhalt dieser Diplomarbeit ist die Erstellung eines unternehmensspezifischen Total
Productive Management (TPM)-Konzeptes im Rahmen der Lean-Strategie eines
mittelständischen Zulieferunternehmens der Luft- und Raumfahrtindustrie. Das Vorgehen der Erstellung des Konzeptes beruht auf dem gegenwärtigen Stand der Technik, daher geht der Konzeptentwicklung die Durchführung einer Machbarkeitsstudie voraus. Dabei wird der derzeitige Zustand des bestehenden Instandhaltungssystems und der Betriebsanlagen durch die Aufnahme TPM-spezifischer Kennzahlen analysiert. Ebenfalls wird die aktuelle Unternehmenskultur im Hinblick auf eine TPM-Einführung untersucht. Anschließend folgt die Ausarbeitung eines unternehmensspezifischen TPM-Konzepts. Das entworfene Konzept beinhaltet die Festlegung von charakteristischen, an das Unternehmen angepassten Methoden und Maßnahmen, die Ausarbeitung einer TPM-Organisationsstruktur sowie einer TPM-Roadmap. Abschließend wird der Nutzen des entwickelten Konzeptes abgeschätzt und erste, ausgewählte Maßnahmen der TPM-Pilotphase begleitet und umgesetzt.
Durch den vermehrten Einsatz von Elektronik und elektronischen Steuergeräten in Fahrzeugen, muss bei der Auslegung verstärkt die Robustheit (Zuverlässigkeit, Langlebigkeit) berücksichtigt werden. Durch den Einsatz von Elektronik in Kraftfahrzeugen ergeben sich insbesondere hohe Belastungen durch Feuchtigkeit. Deren Untersuchung mit Hilfe geeigneter vereinfachter Simulationshilfsmittel sowie der Vergleich der Simulationsergebnisse mit dem realen Verhalten, ist Bestandteil dieser Arbeit. Es werden vier Baukästen, vorwiegend aus dem Bereich der Getriebesteuerung mit Leiterplattensubstraten (FR4-Material) und unterschiedlichen Gerätekonzepten untersucht. Für die Validierung der Simulation erfolgt zunächst eine Untersuchung der Geräte in einem Feuchte-Temperatur-Versuch mit einem eigens entwickelten Lastprofil bei geregelter Eigenerwärmung. Die Simulation besteht aus zwei Teilschritten, die zu einer zeitlichen und lokalen Darstellung der relativen Feuchtigkeitsverteilung dient. Die Ergebnisse der vereinfachten Simulation sind verglichen mit den Versuchsergebnissen trotz Abweichungen aussagekräftig für Feuchte-Vorhersagen im Innenraum von Steuergeräten neuer Projekte im frühen Entwicklungsstadium oder einer neuen Applikation eines bestehenden Systems.
Für die Einhaltung der zukünftigen Abgasgesetzgebungen müssen die Verbrennungsmotoren von morgen stetig weiterentwickelt werden. Der Ottomotor ist dabei aufgrund seiner verhältnismäßig geringen Herstellungskosten nach wie vor das Standardantriebskonzept für PKW. Für die Weiterentwicklung dieser Motoren werden 1D-Simulationen verwendet, mit denen beispielsweise ein Turboladermatching erfolgen kann. Für eine sehr gute Modellgüte sind breit vermessene Turboladerkennfelder vonnöten. Diese Voraussetzung ist bei einer herkömmlichen Vermessung jedoch nicht gegeben. Des Weiteren führt der Wärmestrom von der Turbinen- zur Verdichterseite zu einer Verfälschung der Wirkungsgrade. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wird mithilfe des Rechentools Matlab eine Methode entwickelt, die zur Lösung der genannten Kennfeldprobleme führen soll.
Im Rahmen dieser Arbeit wird der Prozess der Neuproduktentstehung im Bereich Manufacturing Engineering analysiert, bewertet und neugestaltet. Dazu werden Maßnahmen definiert und der neue Standard dokumentiert.
Die Analyse des Ist-Prozesses erfolgt anhand der Interviewmethode mit anschließender Protokollerstellung. Die ermittelten Prozesse werden als Flussdiagrammen dargestellt und die identifizierten Arbeitspakete genauer beschrieben. Die Schwachstellen im Prozess werden mit Hilfe eines Workshops ermittelt und bewertet. Bei der Definition der Ziele für den zukünftigen Prozess werden Unternehmens- und Abteilungsziele einbezogen. Anhand dieser Ziele werden abteilungsinterne und -externe Maßnahmen zur Prozessverbesserung definiert. Für schrittweise Umsetzung der Maßnahmen wird eine abteilungsinterne und eine abteilungsexterne Vier-Felder-Matrix erstellt. Dazu werden die Felder jeweils in sofort, kurz-, mittelfristig und nicht umzusetzende Maßnahmen eingeteilt.
Die sofort und kurzfristig umzusetzenden Maßnahmen sind im Soll-Prozess beschrieben. Alle mittelfristig umzusetzenden Maßnahmen sind nicht Bestandteil der vorliegenden Arbeit und werden nicht weiter ausgearbeitet. Abschließend wird für das weitere Vorgehen und die Umsetzung der mittelfristigen Maßnahmen eine Handlungsempfehlung ausgesprochen.
Um den Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit bei heutigen Produktionsstandards zu bewahren, sind immer flexiblere Kundenwunschanpassungen erforderlich. Im jetzigen Stand der Technik werden verschiedene Verschlusskugeldurchmesser mit verschiedenen Werkzeugen an mehreren Fügeachsen zur Kugelmontage an Zylinderkopfgehäusen eingesetzt. Eine wirtschaftliche Reaktion auf sich ändernde Modelle kann mit Hilfe einer Werkzeugwechseleinrichtung realisiert werden. Die Entwicklung eines neuartigen Vorrichtungskonzepts ist Ziel der vorliegenden diplomarbeit. Unter Beachtung der vorgegebenen Randbedingungen soll der automatische Werkzeugwechsel zum Fügen von Verschlusskugeln durchgeführt werden. Eine Betrachtung der verfahrensspezifischen Grundlagen, sowie eine umfangreiche Patentrecherche, bilden die Basis, um einen Überblick zum Stand der Technik zu erlangen. ausgehend von einem abgeleiteten Pflichtenheft und der Konstruktionsmethodik nach VDI-Richtlinie 2221 werden die Schwerpunktaufgaben bearbeitet. Lösungsprinzipien zu erforderlichen teilfunktionen bilden kombiniert Lösungsvarianten. Die Festlegung auf eine Vorzugsvariante gründet auf einer ausführlichen Bewertung der Lösungsvarianten. Die Konzeptableitung für die einzelnen Funktionsträger und die Anfertigung eines grobmaßstäblichen Gesamtentwurfs bilden das Ergebnis der Arbeit. Dieser Entwurf ist als Integration in eine bestehende Anlage ausgeführt. Die Ergebnisse der Untersuchung bilden die Grundlage für die Positionierung der einzelnen Modulbauteile und ein Gesamtkonzept für eine automatische Werkzeugwechseleinrichtung.
Die Planungen zur Modernisierung und Sanierung der Klimaanlage eines Verwaltungsge-bäudes des Landratsamtes Mittelsachsen wurden aufgrund neu erlassener europäischer Verordnungen und Normen, eines geplanten Gebäudeumbaus und eines Anlagendefekts durchgeführt. Die Energieeffizienz der RLT-Anlage wurde im Vergleich zur Bestandsanlage deutlich gesteigert. Durch die Beurteilung der Bestandsanlage konnten Mängel und notwen-dige Erweiterungen aufgezeigt werden. Wesentliche Erkenntnisse sind die Notwendigkeit einer Wärmerückgewinnung und die Neuauslegung der Kältetechnik mit zukunftssicherem und umweltschonendem Kältemittel. Die Neuauslegung der Teilklimaanlage erstreckt sich über eine Wärmerückgewinnung, einen Lufterhitzer, die gesamte Kältetechnik, Ventilatoren, Filter und Luftdurchlässe. Die Kälteanlage soll idealerweise mit dem Kältemittel R32 betrie-ben werden, alternativ mit R410A, je nach Marktangebot zum Zeitpunkt des Umbaus. Die Kühllast im Mitarbeiterbereich soll zukünftig über Deckenkassetten gedeckt und mit einer individuellen Steuerung versehen werden. Die Betriebsführung wurde durch CO2-Sensoren und Raumthermostate optimiert. Dadurch wird ein energieeffizienter und wirtschaftlicher An-lagenbetrieb ermöglicht. Der Jahresenergiebedarf verdeutlicht die anfallenden Kosten, zeigt aber auch das Einsparpotential durch optimierte Anlagenkomponenten auf. Besonders die Wärmerückgewinnung trägt einen großen Teil zur Kostenersparnis bei. Die Festlegung von Wartungszyklen ist für einen störungsfreien Betrieb der Anlage von großer Bedeutung. Die Lebenszykluskosten bieten eine Übersicht über die auflaufenden Kosten für die Zeit des Anlagenbetriebs bei einer angenommenen Lebensdauer von 15 Jahren.
Bereits in einer Praktikumsarbeit wurde für die künftige Regenwasserbewirtschaftung der Fuchsbergsiedlung in Dresden Weixdorf ein Konzept erarbeitet. Hintergrund sind Probleme durch Überlastungen der vorhandenen Schmutzwasserkanalisation bei Starkregenereignissen, die auf eine fehlende Regenentwässerung zurückzuführen sind. Die Arbeit schloss mit einer geplanten Regenentwässerung ab. Diese bestand aus einem Regenwasserkanalnetz und einem naturnahen und offenen Regenrückhaltebecken am Tiefpunkt des Systems. Aufgrund fehlender Flächenverfügbarkeit kann das Becken nicht wie geplant umgesetzt werden.
Ziel der Arbeit ist die Erarbeitung alternativer Lösungen unter Beachtung der gesetzlichen, ökologischen und betrieblichen Randbedingungen.
Nach einer Diskussion der grundsätzlichen Möglichkeiten wurde unter Beachtung der schwierigen örtlichen Verhältnisse ein System zur Regenwasserbewirtschaftung erarbeitet. Die anschließende Vorgehensweise ist gekennzeichnet durch die Beschreibung der theoretischen Grundlagen und im direkten Anschluss deren praktische Umsetzung.
Wesentliche Meilensteine dieser Arbeit stellen die Prüfung der gewässerverträglichen Einleitmenge sowie die Ermittlung des erforderlichen Speichervolumens dar. Ein dritter und entscheidender Meilenstein ist die Unterbringung des erforderlichen Speichervolumens in der Örtlichkeit.
Im Ergebnis soll eine alternative und genehmigungsfähige Entwässerungslösung vorgeschlagen werden, die das bestehende Entwässerungsdefizit der Fuchsbergsiedlung löst und hinsichtlich der Kostenentwicklung und betrieblichen Belangen seitens der Stadtentwässerung Dresden mit getragen werden kann.
Durch ein steigendendes Produktionsaufkommen bei der Fertigung von Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge wird in den Produktionshallen der Deutsche ACCUMOTIVE GmbH & Co. KG mehr Platz benötigt. Daher soll die Prototypenfertigung von Lithium-Ionen-Batterien aus den Produktionshallen in ein Bestandsge-bäude umziehen.
Da die bestehende Prototypenfertigung in ein anderes Gebäude umziehen muss, wurde im Rahmen der Arbeit ein Logistikkonzept für die neu aufzubauende Prototypenfertigung entwickelt. Das Logistikkonzept umfasst dabei die Bereiche Wareneingang, Wareneingangslager und Warenausgang.
Die Grundlage für das Logistikkonzept bildete der aktuelle Logistikprozess der Prototypenfertigung Dieser wurde ebenfalls untersucht, um Verbesserungspotenziale aufzudecken.
Auf Grundlage dieser Daten entstand eine Idealplanung. Diese wurde anschließend an die örtlichen Gegebenheiten des bestandsgebäudes angepasst wurde. Das daraus entstandene Logistikkonzept wurde abschließend hinsichtlich des Flächenbedarfs bewertet.
Zusätzlich wurde wurde auf Basis der ausgewerteten Daten eine Flächenabschätzung für einen Neubau der Prototypenfertigung abgegeben.
In dieser wissenschaftlichen Arbeit werden Konzepte für die Neugestaltung einer ergonomischen Materialanstellung an einem Montageband erarbeitet.
Um bei der Gestaltung der Arbeitssysteme systematisch vorzugehen, wird nach der REFA-Planungsmethode vorgegangen.
Die Arbeit beinhaltet die Beschreibung des Produktes Fahrzeugsitz, den Montageablauf und die theoretischen Grundlagen zur arbeitsorganisatorischen Planungssystematik sowie die ergonomischen Grundlagen zur Gestaltung von Arbeitssystemen. Darüber hinaus werden über die Ist-Analysen, die Ziele für eine Neuplanung festgelegt sowie die Schnittstellen zu anderen Arbeitssystemen abgegrenzt.
Zudem werden Möglichkeiten in der Montage von Fahrzeugsitzen aufgezeigt, welche eine Optimierung der Materialbereitstellung aufzeigen und den Aufwand für den Transport verringern. Dabei erfolgt die Bewertung der Belastungssituationen und somit die Betrachtungen hinsichtlich ergonomischer Verbesserungen mittels EAWS-Bogen.
Unter Berücksichtigung der Aufwandsreduktion und den ergonomischen Verbesserungen erfolgt die Erarbeitung neuer Materialanstellkonzepte für die ausgewählten Arbeitssysteme. Am Ende werden die Varianten der neukonzipierten Systeme bewertet, ausgewählt und ein Realisierungsplan erstellt.
Ziel der Diplomarbeit war die Modernisierung einer laseroptischen Anlage zur Messung der Zylinderinnenströmung durch Einsatz neuer Kameras und neuer Software. Der Prüfstand sollte in Zuge dessen auf den aktuellen Stand der Technik verbessert werden.
Zu Beginn wurde der Stand der Technik dargestellt mit den Schwerpunkten
Einfluss der Zylinderinnenströmung auf die Verbrennung
Laseroptische Strömungsmessverfahren
Vorhandene DGV Messtechnik
Als Bestandteile der Modernisierung wurden zwei neue Kameras und eine neue Prüfstandssoftware für den Einsatz unter dem Betriebssystem Windows 10 festgelegt. Neben den Anforderungen für die Nutzung der o.g. Messverfahren wurden weitere Ansprüche an den Umbau, insbesondere an die Softwareergonomie, herausgearbeitet, ein Ablaufplan erstellt und in einer Anforderungsliste zusammengefasst.
Auf dieser Grundlage wurden mögliche Kameras herausgearbeitet und zu einer Variantenbewertung nach VDI 2225 herangezogen. Dafür wurden Bewertungskriterien bestimmt und ein Punktesystem definiert. Die Vorzugslösung wurde im Folgenden beschrieben.
Für die Erprobung wurden Versuchspläne erstellt. Vor Beginn des Umbaus wurden Referenzmessung mit zwei Messobjekten durchgeführt.
An den Umbau schloss sich die Inbetriebnahme der Anlage an, bei welcher die Grundfunktionen der Software zur Steuerung Prüfstandes getestet wurden. Anschließend wurde der Einfluss der Bildhelligkeit auf das Messergebnis sowie die Linearität der Kameras untersucht. Daraus konnte der Rauschabstand und damit ein empfohlener Bildhelligkeitsbereich bestimmt werden. Anschließend wurde die Kalibrierung durchgeführt. Dabei wurde die Anlage so angepasst, dass die maximalen Abweichungen der gemessen Strömungsgeschwindigkeiten 0,08 % betragen. Dadurch ist der Prüfstand wieder einsatzfähig.
Daran schlossen sich die Vergleichsmessungen mit den zwei Messobjekten an sowie der Vergleich der Ergebnisse. Dabei ergaben sich keine signifikanten Abweichungen, sowohl in den Strömungsbildern als auch in den Kennzahlen. Aus den durchgeführten Wiederholungsmessungen wurden die Messgenauigkeiten der Kennzahlen ermittelt. Die Drallzahl sowie die Tumblezahl sind weiterhin mit einer Toleranz von ±0,05 und die Geschwindigkeiten mit einer Toleranz von ±1 m/s anzugeben.
Im Weiteren wurde die minimale Belichtungszeit für die zeitaufgelöste Messung ermittelt. Diese konnte auf 0,1 ms reduziert werden, wodurch maximale Frequenzen der Turbulenz von 5000 Hz gemessen werden können und damit die Untersuchung der turbulenten kinetischen Energie verbessert werden konnte. Dabei stellte sich heraus, dass für die Bestimmung des kompletten Frequenzspektrums die Belichtungszeit weiter reduziert werden muss.
Im Ausblick wurde dafür ein Lösungsvorschlag, in Form einer Triggerung des Lasers, erläutert. Darüber hinaus wurde ein Prinzip erarbeitet, welches es ermöglicht die Turbulenzen des kompletten Zylinderdurchmessers direkt zu messen. Dazu konnten zwei mögliche Varianten der Umsetzung erarbeitet werden.
Sensitivitätsanalyse eines numerischen Vorauslegungstools für die aerostatische radiale Luftlagerung
(2018)
In der vorliegenden Diplomarbeit wird eine Sensitivitätsanalyse an einem numerischen Vorauslegungstool zur Berechnung von aerostatischen Luftlagern durchgeführt. Derzeit werden zur Aufladung hochdrehende Radialverdichter bei Brennstoffzellenaggregate eingesetzt. Diese Radialverdichter benötigen dafür besonders leistungsfähige Lager, die reibungsfrei arbeiten. Aerostatische Radiallager sind eine Möglichkeit, die Lagerung hochdrehender Radialverdichter zu realisieren.
Das im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Vorauslegungstool verwendet für die Berechnung von aerostatischen Radiallagern die Reynoldsgleichung und die Finite-Differenzen-Methode zur Lösungsfindung. Für die Sensitivitätsanalyse wird eine Automatik erstellt, die das Simulationstool ausführt und die Ergebnisse verwaltet. Bei der Analyse werden die wichtigsten Parameter Druck, Temperatur, Düsendurchmesser und Luftspalt miteinander verglichen und bewertet. Zusätzlich werden dynamische Einflüsse durch Unwucht und Schwingungen betrachtet. Auch die Funktionalität des Simulationstool im Hinblick auf die Programmierung wird untersucht.
Der aktuelle Trend im Automobilbau geht zu Hybrid- und rein elektrisch angetriebenen Fahrzeugen. Diese benötigen als Energiequelle oder Zwischenspeicher Akkumulatoren in Form von Batteriepacks. Ein Batteriepack setzt sich aus mehreren Batteriemodulen zusammen. Die Batteriemodule wiederum bestehen aus einzelnen miteinander verschal-teten Zellen. An den Zellen befinden sich dazu spezielle Ableiterkontakte, welche bei geringem Wärmeeintrag effizient und präzise mittels Laserschweißen gefügt werden.
Oft werden erst nach dem Schweißprozess präventiv vermeidbare Mängel der Schweiß-verbindung erkannt. Um Ausschuss und damit Verschwendung im Sinne eines kontinu-ierlichen Verbesserungsprozesses (KVP) zu minimieren, sollen schon vor der Ver-schweißung entstehende Fehler detektierbar sein.
Dabei wurden in der vorliegenden Diplomarbeit Einflussparameter, die vor dem Schweißprozess auftreten können, wie die Defokussierung des Laserstrahles, das Spaltmaß, die Temperatur, sowie die Oberflächenrauheit der Grundwerkstoffe und die Oberflächenverschmutzung am Werkstück anhand von Überlappschweißverbindungen untersucht. Im Anschluss wurden Sensoren zu deren Detektion ausgewählt und in Prin-zipversuchen ihre Eignung validiert. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse ist es möglich präventive Erkennungssystemlösungen zu entwickeln.
Vergleich und Bewertung von 3D-FE-Vernetzungsprogrammen am Beispiel einer Welle mit Passfedernut
(2018)
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Vergleich und der Bewertung von 3D-FE-Vernetzungsprogrammen am Beispiel einer Welle mit Passfedernut. Nach der Einleitung, wird ein Überblick über die Finite Elemente Methode, deren Ablauf und die Bedingungen für die Netzgenerierung gegeben. Im weiteren Verlauf wird der Komplex der Netzgenerierung betrachtet. Von besonderem Interesse ist dabei die Klassifizierung der Netze, die Methoden der Netzgenerierung, die Algorithmen zur 3D-Vernetzung, die Netzverfeinerung, sowie die Anforderungen an die Netzqualität. Im Folgenden wird das zu vernetzende Modell und die verwendeten Programme zur Vernetzung der Welle mit Passfedernut vorgestellt. Des Weiteren werden die Vernetzungsprogramme miteinander verglichen. Im weiteren Verlauf der Arbeit wird die genutete Welle mit den 3D-FE-Vernetzungsprogrammen diskretisiert. Es werden dabei Hexaeder- und Tetraeder-Netze generiert. Die Netze vom gleichen Elementtyp werden jeweils miteinander verglichen und bewertet. Abschließend wird eine Gesamteinschätzung gegeben, in wie weit es mit den bisher entwickelten 3D-FE-Vernetzungsprogrammen möglich ist, dreidimensionale Netze von ausreichender Netzdichte und Netzqualität automatisch zu generieren.