Automobil- und Maschinenbau
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Hybrid manufacturing of titanium Ti-6Al-4V combining laser metal deposition and cryogenic milling
(2020)
Hybrid manufacturing, which, e.g., combines additive manufacturing with conventional machining processes, can be a way of overcoming limitations currently encountered in additive manufacturing. Cryogenic milling might be a viable option for hard-to-cut materials, as it leaves a contamination-free surface and can increase surface quality and tool life compared to conventional cooling concepts. In this study, the influence of cryogenic milling with carbon dioxide on titanium Ti-6Al-4V specimens manufactured with laser metal deposition (LMD) was investigated regarding tool wear and surface integrity in comparison to dry machining and machining with cooling lubricants. Moreover, additional layers of material were deposited on top of conventionally and cryogenically machined surfaces by means of LMD. The interface zone was then examined for defects. The milling process was closely monitored by means of thermal and high-speed imaging. Optical and tactile surface analysis provided evidence that lower roughness values and improved surface qualities could be obtained with cryogenic machining in comparison to dry machining. Moreover, significantly less tool wear was observed when a cryogenic cooling medium was applied. Although the utilization of conventional cooling lubricants resulted in satisfying surface qualities, substantial residual contamination on the milled surface was detected by means of fluorescence analysis. These contaminants are suspected to cause defects when the next layer of material is deposited. This is supported by the fact that pores were found in the weld bead applied on top of the milled specimens by means of LMD. Conversely, cryogenic machining resulted in very clean surfaces due to the residue-free evaporation of the coolant. Hence, a good metallurgical bonding between the weld bead and the milled substrate could be achieved. The results indicate the great potential of cryogenic milling in hybrid manufacturing, especially in terms of intermediate machining, as it provides residue-free surfaces for subsequent material deposition without an additional cleaning step and can significantly prolongate tool life.
Dissipation energy based parameter identification of anisotropic linear viscoelastic composites
(2020)
The current work presents a relaxation analysis based procedure to identify effective material parameters of the multiaxial generalized Maxwell model (GMM) by a numerical homogenization of the microscopic dissipation energy density for anisotropic linear viscoelastic composites. The employed GMM enables the derivation of a thermodynamically consistent constitutive law and a function of the dissipation energy density for direction‐dependent viscoelastic materials. The identity of this energy function to the microstructure's homogenized dissipation energy density is utilized for the identification of effective relaxation times. Furthermore, the identified relaxation times enable a simple determination of the remaining stiffness parameters. Finally, the presented procedure is demonstrated and evaluated for a randomly endless fibre‐reinforced plastic with a polymer matrix exhibiting a significant viscoelastic behaviour.
Hypotrochoidal profile contours have been produced in industrial applications in recent years using two-spindle processes, and they are considered effective high-quality solutions for form-fit shaft and hub connections. This study mainly concerns analytical approaches to determine the stresses and deformations in hypotrochoidal profile shafts due to pure bending loads. The formulation was developed according to bending principles using the mathematical theory of elasticity and conformal mappings. The loading was further used to investigate the rotating bending behaviour. The stress factors for the classical calculation of maximum bending stresses were also determined for all those profiles presented and compiled in the German standard DIN3689-1 for practical applications. The results were also compared with the corresponding numerical and experimental results, and very good agreement was observed. Additionally, based on previous work, the stress factor was determined for the case of torsional loading to calculate the maximum torsional stresses in the standardised profiles, and the results are listed in a table. This study contributes to the further refinement of the current DIN3689 standard.
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.
Die vorliegende Masterarbeit befasst sich mit dem Aufbau, der Funktionsweise und der Optimierung eines bestehenden Traceability-Systems im Automobilbereich. Dazu wird zu Beginn der Begriff Traceability erläutert und die Grundlagen der Rückverfolgbarkeit dargelegt. Danach folgt eine kurze Beschreibung zum Aufbau des aktuellen Traceability-Systems im betrachteten Unternehmen.
Im weiteren Verlauf werden die Anforderungen an die Rückverfolgbarkeit der im Unternehmen gefertigten Produkte zusammengestellt. Dabei werden behördliche, branchenspezifische und interne Vorgaben berücksichtigt.
An einem ausgewählten Fertigungsprozess erfolgt anschließend eine kritische Ist-Zustand-Analyse. Aus der Analyse gehen Optimierungspotenziale hervor, mit denen sich Lücken im Traceability-System schließen lassen.
Ausgehend von der Ist-Zustand-Analyse werden Konzepte entwickelt, die unter Berücksichtigung der Rahmenbedingungen eine nachhaltige Verbesserung des Traceability-Systems zur Folge haben sollen. Die Konzepte zielen auf eine Optimierung der Produkt-Traceability ab.
Zum Schluss werden die entwickelten Konzepte einer kritischen Betrachtung unterzogen und daraus Empfehlungen für deren Umsetzung abgeleitet.
This paper presents an analytical method for determining the bending stresses and deformations in prismatic, noncircular profile shafts with trochoidal cross sections. The so-called higher trochoids can be used as form-fit shaft-hub connections. Hybrid (mixed) higher trochoids (M-profiles) were developed for the special application as a profile contour for the form-fit shaft and hub connections in an earlier work by the author. M-profiles combine the advantages of the two standardised polygonal and spline contours, which are used as shaft-hub connections for the transmission of high torques. In this study, the geometric and mechanical properties of the higher hybrid trochoids were investigated using complex functions to simplify the calculations. The pure bending stress and shaft deflection were determined for M-profiles using bending theory based on the theory of mathematical elasticity. The loading cases consisted of static and rotating bends. Analytical, numerical, and experimental results agreed well. The calculation formulas developed in this work enable reliable and low-cost dimensioning with regard to the stresses and elastic deformations of profile shafts subjected to bending loads.
Nichteisenmetalle
(2022)
A novel approach to consider triaxial tensile stresses within the framework of a failure criterion
(2022)
For use in micromechanical simulations of continuous fiber reinforced polymers, a more general form of the paraboloid failure criterion by Stassi‐D'Alia for matrix failure was developed with explicit consideration of the hydrostatic tension strength. Regarding polymers, limits for hydrostatic tensile strength based on isotropic linear elasticity could be derived. The comparison of the newly developed extended paraboloid criterion with experimental data for yielding as well as for material separation (fracture) shows good agreement.
The atomizing gas dynamics and the applied process energy have a significant influence on the produced particles. The melting process of the two wires can be influenced by current modulation. As for arc welding processes, more and more electronic and software-controlled machines are being used for arc spraying and will have replaced conventional power sources in the future. Due to the highly dynamic, fast regulating computing technology in the latest energy source, technology arcs can be operated with different current forms and types. The modern machines allow process-stable, reproducible variation of the particles and heat input into the substrate. Constant and pulsed current can be used as current forms. Usable current types are direct current (DC) and alternating current (AC). The electrical parameters must be analyzed to evaluate the process behavior. The consumable used is a wire-shaped iron-based alloy with a diameter of 1.6 mm. Relevant process parameters such as basic current Iground, pulse current Ipulse, pulse duration tpulse, impulse frequency fpulse, and alternating current frequency, fAC, are varied and recorded using appropriate measurement technology. The aim is to change the process performance and thereby the particle formation in a broad band. High-speed images are used to observe the arc and the deposition process. In addition, particle sizes are determined.
Traffic calming is introduced to minimise the negative results of motor vehicle use, for example, low safety level or quality of life, high noise and pollution. It can be implemented through the introduction of road infrastructure reducing the velocity and the traffic volume. In this paper, we studied how traffic-calming influences the traffic assignment. For the research, a traffic-calming measure of speed cushions on the Stachiewicza street in Krakow was taken. A method of extracting trajectories from aerial footage was shown, and it was used to build a model. For a given example, through driving characteristics research and microscopic modelling, volume–delay BPR functions were estimated—for a street with and without traffic calming. Later, a toy network of two roads of the same length, connecting the same origin and destination, was simulated using an equilibrium traffic assignment method. Simulations were conducted both with the use of PTV Vissim and Visum software and through individual calculations. According to the results of this paper, there was a difference in traffic volume according to the equilibrium traffic assignment in the aforementioned toy network as a function of total network traffic volume.
Lewis–Mogridge Points: A Nonarbitrary Method to Include Induced Traffic in Cost-Benefit Analyses
(2020)
We propose a new method to estimate benefits of road network improvements, which allows to include the induced demand without arbitrary assumptions. Instead of estimating induced demand (which is nontrivial and hardly possible in practice), we search for demand induction where initial benefits are mitigated to zero. Such approach allows to formulate a dual measure of benefit, covering both the potential benefits and the likelihood of consuming them by the induced traffic. We first estimate benefits of road network improvement assuming that traffic demand is fixed. Consequently, we find demand model configurations at which the benefits of the new investment become null, i.e., all the initial benefits are consumed by the traffic demand growth. We call such states of induced demand the Lewis–Mogridge points of the analysed improvement. We select the most probable of such points and use it to calculate the proposed novel indicator μ, for which the initial benefits (obtained under a fixed-demand assumption) are multiplied with a demand increase rate needed to consume them. We believe that such measure allows to include the critical phenomena of induced traffic and, at the same time, to overcome problems associated with reliable estimation of induced demand. As we illustrate with the case of two alternative road improvement schemes in Kraków, Poland, the proposed method allows to estimate maximal threshold of induced traffic and to select scenario more resilient to induced traffic.
Effect of acoustic excitation on fiber-reinforced polypropylene and the influence on melt viscosity
(2021)
The paper describes a novel technological approach to influencing the rheological properties of thermoplastic materials exposed to acoustic energy. The flow behavior of polypropylene with different mass percentages of glass fibers is investigated in a parallel plate rheometer under high-frequency longitudinal excitation. The influence of oscillation frequency on the melt viscosity is explained by means of shear thinning criteria. The dependence of the oscillation shape using sinusoidal excitation on shear thinning as a function of different fiber reinforcement percentages is also investigated. A phenomenological view describes the mutually influencing parameters with regard to different material compositions and different excitation frequencies over the time course of the rheometric measurement. Interacting relationships are analyzed and discussed and the potential of the actuator system to influence the plastic melt is worked out. Based on this, a technological approach follows which describes the transfer of an oscillating mold surface to plastics processing methods, which, especially in the case of energy-intensive injection molding technology, leads to the expectation of possible resource efficiency in energy and material.
Es werden Unittest in ECU-TEST nach ISTQB und ASPICE für die repräsentativen Bibliothekspackages erstellt, die vom TBF-Team entwickelt wurden. Zur Ausführung der Bibliothekspackages ohne Prüfplatzt werden die notwendigen Simulationsumgebungen bereitgestellt, die sich am Besten mit ECU-TEST integrieren lassen.
Per- und polyfluorierte Chemikalien (PFC oder PFAS) sind vielseitig einsetzbare Substanzen, die unter anderem zur wasserabweisenden Ausrüstung von Textilien verwendet werden. Aufgrund ihrer hohen Beständigkeit sind sie in der Natur nicht abbaubar und stellen somit eine Gefährdung für Umwelt und Mensch dar. Zur Vermeidung von Wasserflecken auf einem BMW-Polsterstoff aus Viskose wurde bisher eine PFC-haltige Hydrophobierung eingesetzt. Aufgrund des absehbaren Verbots der Herstellung und Verwendung aller PFCs wird nach einer PFC-freien alternativen Ausrüstung gesucht.
In der vorliegenden Arbeit werden PFC-freie textile Hydrophobierungen für die Anwendung im Fahrzeuginnenraum getestet und mit einer derzeit im Einsatz befindlichen PFC-Ausrüstung verglichen. Basierend auf einer Marktanalyse wurden verschiedene Lieferanten PFC-freier Ausrüstungen kontaktiert und in Zusammenarbeit mit diesen Versuchsmuster hergestellt. Anhand ausgewählter Versuche wurde eine Vorauswahl der zwei besten Hydrophobierungen getroffen. Diese wurden im Serienmaßstab auf das Viskose-Textil appliziert und anschließend in einer umfassenden Prüfung auf ihre Eignung für den Fahrzeuginnenraum untersucht.
Die Auswertung zeigt, dass die untersuchten PFC-freien Hydrophobierungen vergleichbare Ergebnisse wie die herkömmliche PFC-Ausrüstung erzielen. Sie stellen damit mögliche Alternativen für die Hydrophobierung von Textilien im Fahrzeuginnenraum dar.
In der vorliegenden Arbeit wurde eine Metallpulververdüsungsanlage, bestehend aus Sprühkammer, Leitungssystem und Zyklonabscheider, hinsichtlich der zu erwartenden Anforderungen ausgelegt und in einem Konstruktionsvorschlag umgesetzt. Die Grundlage war ein zuvor ausrangierter Prototyp. Verbessert werden sollte vor allem die Dichtwirkung.
Dafür wurden die zuvor verwendeten Wickelfalz-Rohre durch ISO-K Verbindungen ersetzt. Die neue Anlage ermöglicht somit Metallpulver durch Lichtbogendrahtspritzen in einer geeigneten Atmosphäre herzustellen. Rechnerisch konnte erwiesen werden, dass die Sprühkammer des Prototyps zu kurz dimensioniert wurde. Eine Wasserkühlung sorgt dafür, dass dessen Abmessungen beibehalten werden können. Die Auswahl der Kühlvariante erfolgte durch einen Variantenvergleich auf der Basis einer zuvor erstellten Anforderungsliste.
Ziel der Arbeit ist es eine Methodik zur Analyse der Wirtschaftlichkeit der Ladeinfrastruktur von Elektrofahrzeugen im öffentlichen Raum zu entwickeln und als Ergebnis den vorliegenden wirtschaftlichen Stand, hinsichtlich der Refinanzierungsdauer, zu ermitteln. Mittels dieses Werkzeuges und dessen vorgegebenen Rahmen als Ergebnis, soll der Anwender in der Lage sein durch die schrittweise Abarbeitung aller enthaltenen Einflussgrößen die Wirtschaftlichkeit unkompliziert ermitteln zu können. Die unkomplizierte Ermittlung der Wirtschaftlichkeit von Ladesäulen mittels des Werkzeuges ist hierbei eine tragende Problemstellung der Arbeit.
Ausschließlich eine für den Anwender einfache und verständliche Zusammenführung aller zu betrachtenden Einflussgrößen auf die Wirtschaftlichkeit ermöglicht es ihm, diese in einem überschaubaren Ressourcenaufwand zu erhalten. Ohne dieses Wirtschaftlichkeitswerkzeugs ist es dem Anwender nur bedingt möglich, aufgrund der gesetzlichen, rechtlichen, sowie politischen Ungleichheit, ständigen Veränderbarkeit und Vielfalt, eine Aussage über die Wirtschaftlichkeit seiner Infrastruktur zu erhalten.
Die Zielgröße ist bei Verrechnung aller Einflussfaktion die Refinanzierungsdauer der Ladestation. Diese soll dem Anwender zeigen nach welcher Betriebsdauer sich seine Infrastruktur unter gewählten Eingangsgrößen für ihn rentiert.
In dieser Arbeit soll ein theoretisches Konzept zur Steigerung des Fertigungsausstoßes in der Neigungssensorikfertigung der GEMAC Chemnitz GmbH erarbeitet werden. Ziel der GEMAC ist eine langfristige Steigerung des Fertigungsausstoßes der Neigungssensorik von rund 18.000 auf rund 100.000 Sensoren im Jahr. Da davon ausgegangen werden kann, dass eine um mehr als fünffache Steigerung des Fertigungsausstoßes nicht ohne eine Anpassung der vorhandenen Ressourcen realisiert werden kann, sollen unter verschiedenen Unternehmensszenarien diverse Möglichkeiten und die dafür notwendigen Bedingungen aufgeführt werden. Kernelement dieser Arbeit sind die Kapazitätsanalyse und die darauf basierenden Maßnahmen, welche als Konzept in einer Handlungsempfehlung zusammengefasst werden. Da viele Maßnahmen in der Praxis nicht ohne Weiteres umgesetzt werden können, soll diese Arbeit als Grundlage für zukünftige Entscheidungen zur Entwicklung der Fertigung dienen.
Das Ziel der vorliegenden Diplomarbeit war es, den Fertigungsprozess anhand von optimierten Prozessparametern zu verbessern und dadurch die Prozessschwankungen sowie die Ausschussquote zu reduzieren. Als Schwerpunkt der Analyse gilt der Expandier- und Einwalzprozess bei mechanisch gefügten Rundrohr-Kühlern.
Für die Erarbeitung der Diplomarbeit wurde zuerst eine Literaturrecherche durchgeführt, um die wissenschaftlichen Grundlagen zusammenzutragen. Des Weiteren wurden über verschiedene Six Sigma-Tools die Einfluss- und Störfaktoren auf die beiden Prozesse ermittelt.
Zu den verwendeten Tools gehören beispielsweise das SIPOC und das Ishikawa-Diagramm. Mit Hilfe von aufgenommenen Mess- bzw. Versuchsreihen und der grafischen Auswertung der Ergebnisse konnten die Einflüsse untersucht und daraus optimierte Prozesseinstellungen abgeleitet werden. Parameter, wie die Einlegeposition, die Öl-Menge, die Rippenzahl und die Parametereinstellung „Endmaß“ in der Maschine beeinflussen das Ergebnis beim Expandierprozess. Beim Einwalzprozess wirken wiederum andere Einflüsse, wie z.B. der expandierte Block, die Rohrböden und die Einstellungsparameter für das manuelle und maschinelle Einwalzen.
Die Diplomarbeit beinhaltet Themen zu Prozessoptimierung, Six Sigma-Anwendung und Umformtechnik, dabei speziell das Expandieren und Einwalzen von Rundrohr-Kühlern. Somit ist die Diplomarbeit für die Lesergruppe geeignet, die sich mit den genannten Themen auseinandersetzt.
1 In an increasingly populated and technological world, manufacturing processes have become faster and data more voluminous. With this comes the need to store this massive production data and use real-time data monitoring tools to facilitate decision making in a plant. Concepts, derived from Pharma 4.0.
| 2 In the manufacturing environment there is, however, a big challenge in data collection and transmission, i.e. the communication between different equipments, sensors, and software. Since each manufacturer tends or has tended to use its own standards for programming and manufacturing the devices and tools.
| 3 Another major challenge is the secure transmission of data to avoid theft and cyber attacks, thus affecting the company's credibility and financial losses.
| 4 In this project the data transfer from Programmable Logic Controller (PLCs) was performed through the Matrikon Server and an interface belonging to the OPC Foundation, this technology allows the collection of data from different sources and delivers them safely to the process visualization software in a single language.
| 5 For software and hardware installation in a regulated environment, standards and validation methods need to be followed before, during and after installation of the required system.
| 6 This project aims to transfer data continuously and contemporaneously from a local source to the could environment and present the validation method used by pharmaceutical industries to validate this process in a GMP-regulated environment.
| 7 For the performance of the software installation, documents have been prepared and used to record and evidence the procedure. These documents were prepared and executed based on standards and methods relevant to the validation process.
| 8 The workers were also trained to know how to handle the data coming from production, and to be able to extract the value from it for different sectors, such as quality, raw material sector, energy sector, etc.
| 9 Finally, improvements were suggested for the documents and validation process used in this project. Since this installation will be used as a basis for future customer installations, not only for interfaces, but also for 1st and 2nd generation connectors.
Das Ziel der der Arbeit besteht in der Entwicklung einer geeigneten Prüfmethode zur Bestimmung der Wasserdampfdurchlässigkeit nach gravimetrischen Verfahren. Die Methode soll einfach und in allen Laboren durchführbar sein. Außerdem muss die Prüfung von neu entwickelten Materialien (Lederalternativen) und Standartmaterialien – zum Einsatz im Fahrzeuginnenraum - möglich sein. Die Verfahrensentwicklung erfolgt basierend auf einer Recherche und Analyse der bestehenden Normen und Vorschriften. Daraus folgen die Ableitung und Umsetzung eines geeigneten Prüfverfahrens nach der Trockenschalenmethode.
Es werden 10 Messreihen zur Erprobung der Methode durchgeführt. Die durch die Messungen erhaltenen Ergebnisse werden analysiert und die Reproduzierbarkeit bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass das Verfahren die Einschätzung der Wasserdampfdurchlässigkeit von Textilien, Leder und Kunstleder ermöglicht. Es ist einfaches, in allen Laboren durchführbares Prüfverfahren entstanden. Außerdem existiert ein Entwurf für eine passende Arbeitsanweisung und die benötigten Prüfmittel sind bereitgestellt.
Die Entwicklung von Leichtbaukonzepten für Karosseriebauteile ist Grundbestandteil in der Produktentstehung von Fahrzeugen. Dabei liegen zur Verwirklichung mehrdimensionaler Zielstellungen die Entwicklungen von Werkstoffen sowie der Fortschritt von Fertigungsverfahren im Fokus der Fahrzeughersteller. An Priorität hat dabei die Zielstellung der Nachhaltigkeit von Produkt und Produktionsprozess gewonnen. Diesbezüglich hat der Werkzeugbau eine Schlüsselposition zur Realisierung der Karosseriebauteile unter Beachtung aller Zielstellungen im Produktentstehungsprozess.
In der vorliegenden Diplomarbeit werden deshalb Markt-, Werkstoff- sowie Verfahrensanalysen für die strategische und technologische Ausrichtung der Porsche Werkzeugbau GmbH aufgestellt.
Um den aktuellen Stand im Karosseriebau diesbezüglich darzustellen, wird nach der Ausführung technischer und organisatorischer Grundlagen eine umfangreiche Recherche durchgeführt. Die Ergebnisse der Recherche werden strategisch eingeordnet sowie Werkstoffe und Fertigungsverfahren hinsichtlich Leichtbau und Nachhaltigkeit eingegrenzt.
Aus der Diskussion mit den Stakeholdern und der Betrachtung standortbezogener Voraussetzungen wird ein strategisches Konzept für die zukünftige Weiterentwicklung geschlussfolgert sowie Handlungsempfehlungen benannt.
Im Zuge des Bestrebens Fertigungen an das Konzept der Industrie 4.0 anzupassen, wird es immer wichtiger für Unternehmen Betriebsdaten zu sammeln und gegebenenfalls auszuwerten. Die Arbeit mit dem Titel : „Konzeptentwicklung zur Standzeitüberwachung von Werkzeugen der spanenden Fertigung“, taucht in dieses Konzept ein. Im Fokus steht die Gewinnung von Stückzahl- und Standzeitdaten. Dies wird durch mehrere Methoden getestet. Desweiteren soll im kooperierenden Unternehmen Flender Industriegetriebe GmbH in Penig aus diesen Daten ein Konzept für eine Standzeitüberwachung erstellt werden. Das beinhaltet den Aufbau einer digitalen sowie einer physischen Infrastruktur. Auf dieser werden die Daten im Prozess gesteuert, verwaltet und transportiert. Außerdem werden in dieser Arbeit, der Prozess und die anknüpfenden Arbeitsschritte definiert und beschrieben. Die Abfolge der einzelnen Arbeitschritte wurde so dimensioniert, dass eine hohe Sicherheit des Prozess gegeben ist. Dafür wurde anfangs eine gründliche Analyse aller Ziele, aktuellen Herausforderungen und Optimierungsmöglichkeiten durchgeführt. Während der Prozessdefinition wurden Möglichkeiten der Gewinnung von Standzeit- und Stückzahldaten, unter festgelegten Kriterien verglichen. Mittels einer Nutzwertanalyse wurde das optimale Verfahren für das Unternehmen Flender gefunden. Durch zahlreiche Tests konnte der Zyklus in der Praxis getestet werden. Daraufhin wurden Vorschläge zur Verwendung der Standzeitdaten für einzelne Anwendungsbereiche formuliert. Zuletzt schließt sich eine kritische Betrachtung dieser Arbeit an.
Das Unternehmen SOMMER verfolgt das Ziel, einen neuen Öffnungsantrieb für schwere Objektschutztüren zu entwickeln, um Kosten und Platzressourcen im Vergleich zur der-zeitigen Öffnungsvariante einzusparen.
Ziel dieser Arbeit ist es einen neuen Öffnungsantrieb zu entwickeln, welcher direkt auf dem Türband angebracht ist und alle modernen Sicherheitsstandards erfüllt. Zudem müssen unternehmenseigene Vorgaben zu Öffnungszeiten und Öffnungswinkeln ein-gehalten werden.
Für die Entwicklung wird zunächst das derzeitige Öffnungssystem des Unternehmens analysiert, um die Frage nach systemtypischen Parametern wie Kosten und Öffnungs-moment zu klären. Anschließend wird ein Variantenvergleich von verschiedenen Getrie-bearten durchgeführt, welche mit den Platzverhältnissen auf dem Band vereinbar sind. Aus dem Vergleich geht das mehrstufige Planetengetriebe als Vorzugsvariante hervor. Ausgehend von den Getriebeparametern, wird dann ein passender Elektromotor anhand von Drehzahl und Drehmoment ausgewählt.
Zusätzlich zur Antriebsauslegung wird in dieser Arbeit eine Welle-Nabe-Verbindung entwickelt, welche sowohl einen Nabenversatz in axialer und radialer Richtung ausglei-chen kann. Diese Verbindung wird benötigt, um das Antriebsdrehmoment vom Bandbol-zen auf den Türflügel zu übertragen.
Ziel der vorliegenden Masterarbeit war es, theoretische Optimierungspotentiale für das Innenhochdruckumformen der Stellantis-Nockenwellen aufzuzeigen und auf Umsetzbarkeit zu prüfen. Mithilfe von Ursachenanalysen wurden systematisch die Einflussfaktoren auf den Innenhochdruckumformprozess eingegrenzt.
Die Ergebnisse zeigen eine theoretische Verbesserung des Zeichnungsmerkmals Gesamtrundlauf. Zusätzlich konnte ein vorzeitiges Ermüden der Präzisionsstahlrohre während des Umformprozesses minimiert werden. Daraus lassen sich eine Prozessoptimierung sowie eine wirtschaftliche Verbesserung ableiten. Die Masterarbeit ist vorwiegend für Interessenten des Innenhochdruckumformprozesses geeignet.
Optimierung der Kennzahlermittlung zur Bewertung der Prozessqualität bei einem Automobilzulieferer
(2023)
Kennzahlen sind ein wichtiges Werkzeug zur Bewertung von Prozessen in Unternehmen. Sie können quantitativ die relevanten Informationen zum Status abbilden. Zusammengefasst in Berichten bieten Kennzahlen die Möglichkeit komplexe Prozesse abzubilden und in kürzester Zeit erfassbar zu machen. Mit Berichten können faktenbasierte Geschäftsentscheidungen gefällt und begründet werden. Dieser Zustand ist jedoch nicht in jedem Unternehmen gegeben.
In der Diplomarbeit wird beim Automobilzulieferer Vitesco Technologies Limbach-Oberfrohna für die Abteilung Qualität die Kennzahlermittlung untersucht und optimiert. Mit dem Ziel Prozessverbesserungen zu erreichen, werden ausgehend von einer Anforderungsanalyse der geltenden Normen die notwendigen Schritte der Kennzahlerstellung durchgeführt. Der Weg der Prozessverbesserung beginnt mit Transparenz im Prozess. Zur Herstellung von Transparenz in Prozessen müssen im Vorfeld mehrere Schritte zur Ermittlung der Kennzahlen durchgeführt werden. Beginnend mit einer Analyse des vorliegenden Prozesses sind Leistungsindikatoren festzustellen. Unter Betrachtung der Prozessziele kann eine Definition einer Kennzahl durchgeführt werden. Mit der Definition können benötigte Datenquellen gesucht werden. Um aus den Daten Informationen zu gewinnen müssen diese effizient aufbereitet werden. Wenn Datenqualität sichergestellt ist, kann im nächsten Schritt die Visualisierung durchgeführt werden. Dabei sollte auf Gestaltungs-regeln geachtet werden, damit die Visualisierung das Ziel der Kennzahl unterstützt. Unter Beachtung dieser Schritte können effektive und effiziente Berichte erstellt werden.
BIM (Building information modeling) is becoming a reliable method for the planning, design, implementation, and maintenance stages of construction projects due to its ability to improve the quality of project stages, reduce project time, and ensure costs. From 2000 onwards, the trend of using BIM method increased in the world. And in the last decade, many developed countries have introduced BIM as a reasonable and efficient method with the aim of optimizing project stages, and many employers have paid attention to training and persuading consulting and contracting companies.
In the meantime, the BIM method is constantly being updated. Many researchers are looking to modify existing sub-methods to help the project achieve all of the great BIM goals.
Although BIM has great goals such as those mentioned, in some cases, projects are not able to achieve all of them for various reasons.
This thesis has put its hypothesis on the existence of deficiencies in the content of the EIR (Employer's Information Requirements) document and its writing methods.
This document, which is a kind of project guide in BIM format, is compiled by the client and its task is to announce the needs of the client to the members involved in the project and to clarify the different stages of the project. In many construction projects, due to the complexity of the EIR, the employer's lack of attention to some information, or the failure to include the opinions and views of the project's stakeholders in the writing of this document, the EIR cannot fulfill its key role with its maximum potential performance in the project.
This thesis is written with the aim of finding a comprehensive solution to maximize the power of the BIM method in a project through correct and complete document writing.
Also, this thesis seeks to prove its claims by focusing on the ABS 38 project as a case study. In addition, a literature review on important and key issues in the field of BIM and EIR documents has been done. After that, a scoring system (Relative rating method) was used to find the best variant and compare it to prove the proposed hypothesis.
Diese Diplomarbeit befasst sich mit der Herstellungs- und Nutzungsphase von Struktur-bauteilen und Leichtbauwerkstoffen sowie der Durchführung einer Lebenszyklussimulation.
Eingeleitet wird die Arbeit mit wissenschaftlichen Grundlagen über Faser-Kunststoff-Verbunde, Leichtbauwerkstoffe und Ökobilanzierung. Diese dienen dem Verständnis der ausgewerteten Studien bzw. Ökobilanzen über den Einsatz von Leichtbauwerkstoffen in der Herstellungs- und Nutzungsphase. Des Weiteren werden die mechanischen Versuche Zug- und Biegeversuch beschrieben und praktisch durchgeführt.
Diese Versuche sind die Grundlagen für die folgende Lebenszyklussimulation, welche in Form von Dauerschwingversuchen mit einer Resonanzprüfmaschine durchgeführt wird. Abschließend werden im letzten Kapitel die Ergebnisse der Ökobilanzen und Versuche verglichen, ausgewertet und diskutiert.
In dieser Diplomarbeit wird die Entwicklung einer Miniaturkutsche behandelt. Die Kutsche soll der klassischen Viktoria-Pferdekutsche nachempfunden werden, daher wird auch auf das stilechte Erscheinungsbild Wert gelegt. Bis zu vier Personen sollen durch die urwüchsigen Naturkräfte von zwei Ponys mit einem Stockmaß unter 1,1 m befördert werden.
Ausstattung und Baugruppen der Miniaturkutsche werden schrittweise thematisiert und unter Berücksichtigung von Funktionalität, Festigkeit und Ästhetik konstruiert. Die Berechnung der Fahrgestellkomponenten erfolgt auf Missbrauch und/oder Dauerfestigkeit. Die dazu benötigten dynamischen Kenngrößen konnten aus Messwerten bereits vorhandener wissenschaftlicher Arbeiten entnommen werden.
Ziel der Arbeit ist das Konzept für den Bau dieser Miniaturkutsche. Dabei soll das konstruktive Ergebnis eine Vorstellung über den Fertigungsaufwand und die entstehenden Kosten bei Produktion der Miniaturkutsche vor Ort bzw. im Inland vermitteln.
Die vorliegende Diplomarbeit betrachtet die Einführung einer neuen Falztechnologie im MEB-Karosseriebau der Volkswagen Sachsen GmbH. Grundlegend wird geklärt, inwieweit es durch diese Einführung möglich ist, die Produktivität der Falzanlagen, bei gleichzeitiger Qualitätsverbesserung der hergestellten Falzgeometrien, zu erhöhen. Um einen möglichst umfangreichen Vergleich zu erhalten, werden die derzeit eingesetzten Falzverfahren erläutert. Gleichzeitig sind deren Vorzüge und Nachteile aufgezeigt. Anhand dieser Grundlagen kann die neue Falztechnologie einer Gegenüberstellung unterzogen werden. Dabei sind vor allem die Chancen und Risiken sowie eine Bewertung der Serientauglichkeit vorzunehmen.
Die gewonnenen Erkenntnisse werden gegenüberstellend mit denen der derzeit gängigen Praxis betrachtet. Im Ergebnis entsteht eine Entscheidungshilfe. Diese kann bei Planungen künftiger Werke und damit der Anlagentechnik im Volkswagenkonzern standortübergreifend herangezogen werden.
Da der Ausbau der Elektromobilität in den kommenden Jahren vorangetrieben wird, kann sie als Wissensgrundlage fungieren, um Synergien zwischen den weltweit verteilten Standorten herzustellen.
Die Technologie des digitalen Zwillings hat ihr Potenzial zur Verbesserung der Effizienz, Sicherheit und Nachhaltigkeit eine Vielfalt von industriellen und nicht-industriellen Anwendungen unter Beweis gestellt. Dabei wird ein virtuelles Abbild eines physischen Objekts, Prozesses oder Systems erstellt, das sein Verhalten, seine Leistung und seine Umgebung in Echtzeit in der digitalen Welt genau nachbildet. Diese Technologie kombiniert fortschrittliche Sensoren, Datenanalyse und Modellierungstechniken, um einen digitalen Zwilling zu schaffen, der die Leistung seines physischen Gegenstücks überwachen, vorhersagen und optimieren kann.
In dieser Arbeit wurden drei an einer Demonstrationsmaschinen vorgestellt. Diese Maschinen sind für die Bearbeitung, die Verteilung bzw. die Trennung zuständig und formen eine Produktionslinie. Die virtuellen Modelle von den drei Maschinen wurden aus CAD-Dateien mittels Onshape und MATLAB realisiert. Die virtuellen Modelle wurden dann verwendet, um mit MATLAB SPS-Code für Siemens S7 zu generieren. Der generierte Code wurde dann mittels TIA V16 und PLCSIM getestet, um sicherzustellen, dass das virtuelle Modell die physikalischen Maschine wirklich nachbilden kann.
Die vorliegende Arbeit beschreibt die Herangehensweise bei der Planung eines Projektes zur Automatisierung eines Routenzuges. Mittels eines Fahrerlosen Transportsystems soll eine Serienmontage mit Material versorgt werden. Die Ergebnisse umfassen die Konzeptplanung und Teile der Grobplanung. Mithilfe einer Anforderungsliste werden drei Konzepte verschiedener Hersteller durch eine Nutzwertanalyse bewertet. Die Grundlage sind die recherchierten geltenden rechtlichen Rahmenbedingungen und Richtlinien.
Im Hauptteil wird eine Bruttobedarfsermittlung der benötigten Arbeitspersonen und ein Variantenvergleich für notwendige Layoutanpassungen durchgeführt. Auf der Grundlage der Bruttobedarfsermittlung und des festgelegten maximalen Amortisationszeitraumes folgt eine Budgetrechnung zur Ermittlung der maximal zulässigen Investitionskosten. Diese und weitere aufgestellte Anforderungen und Restriktionen dienen als Kriterien einer Nutzwertanalyse.
Es werden drei ausgewählte Lösungskonzepte verglichen und bewertet. Diese wissenschaftliche Arbeit endet mit einer Handlungsempfehlung auf Basis der gewonnen Erkenntnisse.
Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Digitalisierung der auftragsorientierten Bedarfsermittlung für die Profile von Bordwänden.
Um wettbewerbsfähig zu bleiben und effizienter zu arbeiten nimmt die Digitalisierung in der heutigen Arbeitswelt einen zunehmend höheren Stellenwert ein. Insbesondere für kleine und mittelständische Unternehmen wie Fahrzeugbau KEMPF GmbH, deren Bedarfsermittlung in der Bordwandfertigung bisher per Hand durchgeführt wird, ist es notwendig die Prozesse effizienter zu gestalten.
Das Ziel dieser Diplomarbeit ist es, ein Excel-Tool zu entwickeln, welches die Bedarfsermittlung übersichtlicher und effizienter gestalten soll. Die Anforderungen und der Aufbau werden in Zusammenarbeit mit dem zuständigen Mitarbeiter herausgearbeitet. Die Entwicklung des Excel-Tools teilt sich in drei Phasen auf, bis alle Funktionen vollständig umgesetzt sind. Nach jeder Phase wird die jeweilige Entwicklungsstufe von diesem Mitarbeiter getestet, um Fehler zu identifizieren und Verbesserungen sowie Erweiterungen für die nächste Entwicklungsphase herauszuarbeiten. Des Weiteren wird ein Nachweis der Effizienzsteigerung anhand von Zeitstudien und Rückmeldungen des Mitarbeiters erbracht.
Abschließend werden die Ergebnisse in einer Diskussion ausgewertet und im Ausblick eine mögliche Weiterentwicklung des Excel-Tools aufgezeigt.
Ziel der Diplomarbeit ist die Entwicklung eines Konzeptes für ein fahrerloses Transport- system (FTS) zur Realisierung des Transportes von Waschkorbwagen in der Rohrferti- gung der MAHLE Behr GmbH in Kirchberg.
Hintergrund ist die Senkung von Produkti- onskosten der transportierten Rohrbauteile, um die Wettbewerbsfähigkeit zu erhalten. Es ist zu prüfen, ob durch den Einsatz eines FTS, der Mitarbeiterbedarf gesenkt werden kann. Hierbei liegt das Hauptaugenmerk auf der FTS-Konzeptionierung für die Rohrferti- gungssegmente 38 und 39.
In der Diplomarbeit wird zu Beginn eine Ist-Analyse durchge- führt, darauf aufbauend das Konzept erstellt und abschließend die Kosten und der Nutzen in Form einer Nutzwertanalyse für zwei Varianten bewertet.
Als Ergebnis der Diplomar- beit wird eine Handlungsempfehlung gegeben. Zur Anfertigung der Arbeit werden direkte und indirekte Methoden zur Datenerfassung genutzt. Außerdem finden Prozessbeobach- tungen, Mitarbeiterbefragungen sowie die Erfassung von Prozesszeiten und visuellen Daten wie unternehmensinterne technische Zeichnungen, Produkt-, Produktions- und Maschinendaten Eingang.
Für viele ältere geheingeschränkte Menschen sind Treppenstufen im privaten Umfeld ein Hinderungsgrund am öffentlichen Leben teilnehmen zu können. Viele dieser wohnen in Mehrfamilienhäuser, in denen z. B. die Größe des Treppenhauses oder auch andere Randbedingungen es nicht möglich machen, Treppenlifte einzubauen. Im Logistikbereich spielen autarke Transportsysteme eine immer größere Rolle. Die Idee besteht darin, ein vergleichbar autarkes System für den Transport von Personen zu entwickeln, welches in der Lage ist, Treppenstufen mit einer kontinuierlichen Bewegung zu überwinden. Die i. d. R. älteren Personen sollen in die Lage versetzt werden, ohne fremde Hilfe die Treppen zu bewältigen.
Ziel dieser Arbeit ist es, ausgehend von einer Literatur- und Patentrecherche in einem ersten Schritt Anforderungen zusammenzutragen (z. B. typische Anordnung von Treppenstufen, erforderliche Beschleunigung, Geschwindigkeit, Traglast etc.). um anhand dieser Grundlage in einem zweiten Schritt mögliche Konzepte auszuarbeiten. Diese Konzepte sollen sowohl den mechanischen Aufbau als auch die Antriebsstruktur mit Energieversorgung (akkubetrieben) berücksichtigen.
Die vorliegende Arbeit handelt von der Herleitung und Erstellung eines Excel Tools zur Berechnung von Zykluszeiten in der Herstellung von Stirnradverzahnungen. Die ausgewählten Verzahnungsverfahren sind das Wälzfräsen, Wälzschälen, das kontinuierliche Wälzschleifen und das Honen von Verzahnungen. Es werden die grundlegenden Verfahrenskinematiken, zusammen mit den eingesetzten Werkzeugen erläutert. Die zur Berechnung von Hauptzeiten und Nebenzeiten notwendigen Daten werden aus Literatur und Praxis gesammelt und in die Berechnungen eingesetzt. Das Zykluszeitprogramm soll möglichst realitätsnahe Berechnungen durchführen und gleichzeitig ein hohes Anwendungsspektrum abdecken. Verschiedene Komfort- und Sicherheitsfunktionen wurden in Excel hinterlegt und sollen dem Anwender die Bedienung erleichtern.
Die Arbeit lässt sich in zwei große Themenkomplexe gliedern:
Simulation und Berechnung von Prüfstandkennwerten und
Eingabebasierte Steuerung des Gelenklagerprüfstands.
Beide Hauptthemen beinhalten die Ermittlung von Prüfstandparametern und sind eng miteinander verknüpft.
Die Simulationen der Kenngrößen Schwenkwinkel αs, Gleitgeschwindigkeit ω ⃗ und Gleitbeschleunigung α ⃗ erfolgen auf der Basis von Modellen. Neben einem realitätsnahen CAD-Modell kommen ein abstrahiertes Modell (Prüfstandmodell) sowie ein Balkenmodell zum Einsatz. Alle Modelle wurden in der Matlab-Simscape-Umgebung erstellt und unterscheiden sich ihn ihrem Abstraktionsgrad voneinander. Um die Modelle in Bezug auf ihre Realitätsnähe zu verifizieren, wurden die simulierten Ergebnisse der einzelnen Modellvarianten direkt miteinander verglichen. Die deckungsgleichen Verläufe der einzelnen Kenngrößen haben dabei die geometrische Korrektheit des jeweiligen Modells bestätigt. Ein zusätzlicher Vergleich wurde mit dem Vektorenmodell des Prüfstandantriebs angestellt. Hier waren die Simulationsergebnisse ebenfalls identisch. Die mit dem Prüfstandmodell simulierten Kenngrößen wurden abschließend mit den aufgezeichneten Messwerten eines realen Versuchs verglichen. Das Übereinstimmen beider Schwenkwinkel-Verläufe bestätigt die Realitätsnähe des Prüfstandmodells zusätzlich. Diese wertvollen Erkenntnisse zur Modellgestaltung erlauben die zukünftige Anwendung der Modelle für Simulationen und Berechnungen.
Die simulierten Kenngrößen sind zugleich auch Eingabeparameter für das LabVIEW-Programm zur Prüfstandsteuerung. Daraus werden weitere Prüfstandparameter, wie beispielsweise die Motordrehzahl nMot, berechnet. Der so ermittelte Vorgabewert für die Motordrehzahl wird direkt über eine, im Rahmen der Arbeit entwickelte, Schnittstelle an die Motorsteuerung übergeben. Das LabVIEW-Programm dient nicht nur der Motorsteuerung, auch die im Versuch ermittelten Messwerte werden hier gesammelt, aufbereitet und in Form einer Log-Datei ausgegeben. Der Datenaustausch zur Messwerterfassung geschieht ebenfalls über eigens dafür entwickelte Schnittstellen, welche in der Arbeit beschrieben sind. Somit sind die Dokumentation und Weiterverarbeitung der Versuchsergebnisse gegeben.
Das Ziel der vorliegenden Diplomarbeit ist es, einen geeigneten Prototyp zur Überprüfung der Radabdeckung an Fahrzeugen mit vom Serienstand abweichender Rad-Reifen-Kombination zu entwickeln.
Nach der Ermittlung aktueller Rechtsgrundlagen und des allgemeinen Prüfprozesses sowie der Durchführung einer Marktrecherche wurden verschiedene Konzepte entwickelt. Zu diesen wurde Variantenvergleich durchgeführt und die jeweiligen Vor- und Nachteile erörtert. Hierbei wurde festgestellt, dass die Projektion von Hilfslinien an das zu beurteilende Fahrzeug mittels Laser am besten für diesen Anwendungsfall geeignet ist.
Unter Berücksichtigung verschiedener Anforderungen, wie der Nutzbarkeit, Wirtschaftlichkeit und Realisierbarkeit, konnte ein Prototyp mit geeignetem Lasermodul mittels 3Damt-Druck entwickelt werden. Dessen Funktionsweise wurde während eines Testlaufs überprüft, um die praktische Anwendbarkeit zu bestätigen. Abschließend wurden mögliche systematische und persönliche Fehler diskutiert.
Der konstruierte und angefertigte Prototyp soll DEKRA in Zukunft als Prototyp im Prüfalltag dienen.
Ziel dieser Diplomarbeit ist die Erstellung einer Methode zur quantitativen und qualitativen Analyse von faser- oder mikroplastikhaltigen Wasserproben mittels Laser Direct Infrared Imaging. Weiterhin ist eine Datenbank aus Fingerprint-IR-Spektren verschiedener Fasermaterialien und technisch verwendeter Kunststoffe zu erstellen. Dazu wurden aus zerkleinerten Referenzmaterialien Ethanol-Suspensionen hergestellt, diese analysiert und ausgewählte Spektren zur Datenbank hinzugefügt. Anschließend erfolgte eine Systemvalidierung anhand von Versuchsreihen mit variierten Analyseparametern. Zur Methodenentwicklung wurden verschiedene Wasser- und Umwelt- Proben filtriert und analysiert. Aus diesen durchgeführten Versuchen wurden erste Grundlagen zur Versuchsdurchführung abgeleitet. Eine vollständige Methodenentwicklung konnte nicht erfolgen, jedoch wurden Empfehlungen für das weitere Vorgehen zur Fertigstellung entwickelt.
Mit der angelegten Datenbank können Partikel zuverlässig identifiziert werden. Sogar die Analyse schwarzer Fasern ist möglich. Hinweise zur Beachtung von Größen- und Konzentrationsabhängigkeiten bei Messungen wurden formuliert.
Somit sind die Voraussetzungen für erfolgreiche qualitative Analysen gegeben. Für eine abschließende Bewertung der Zuverlässigkeit quantitativer Analysen von wässrigen Proben sind weitere Versuche notwendig.
In dieser Diplomarbeit steht die Optimierung des Rüstens von Elektrowerkzeugen, speziell Bohrmaschinen, Bohrhämmern und Winkelschleifern, an Prüfständen im Vordergrund. Dabei sind Zeitersparnis, Sicherstellung der Arbeits- und Prüfmittelsicherheit sowie das Gewährleisten von normenkonformem Prüfen übergeordnete Ziele.
Hierzu werden die betrachteten Prüfstände sowie die vorhandenen Rüststrategien und die damit verbundenen Rüstzeiten an den Prüfständen ausführlich analysiert und auf Schwachstellen untersucht. Die daraus erlangten Kenntnisse dienen als Ansätze zur
Problemlösung. Nach der Entwicklung verschiedener Varianten, in denen die Optimierungsgansätze Anwendung finden, wird eine Vorzugsvariante gewählt. Die Vorzugsvariante wird im Detail auskonstruiert und in Form eines Demonstrators umgesetzt. Der Demonstrator dient dabei zur weiteren Problemfindung sowie einem Funktionsnachweis, an dem erneut Rüststrategien und Rüstzeiten analysiert und mit den Ursprungsstrategien verglichen werden, um das Erreichen der erzielten Optimierungen belegen zu können. Diese Diplomarbeit wurde im Zeitraum vom 01.03. bis 31.10.2022 im Unternehmen DEKRA Testing & Certification GmbH in Dresden bearbeitet und erstellt. Dabei wurde das Thema von der Westsächsischen Hochschule Zwickau genehmigt.
Entwicklung eines Bahnreglers für die hydraulischen Achsen eines Auslegersystems einer Baumaschine
(2022)
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde sich damit beschäftigt, einen Regler zu entwerfen, der dafür sorgen soll, dass die Winkeländerungen in den Gelenken des Auslegers eines Abbruchbaggers entsprechend vorgegebenen Verläufen erfolgen soll.
Die Gelenkwinkeländerungen werden dabei durch hydraulische Verbraucher herbeigeführt. Diese sind Teil eines komplexen Hydraulikkreislaufs, in den diverse Einrichtungen zur Regelung der hydraulischen Leistung integriert wurden.
Besonders erschwert wird die Aufgabe einerseits durch die prinzipbedingte geringe Dämpfung hydraulischer Antriebe und die Effekte der dynamischen Kopplung, welche sich aufgrund des Aufbaus des Auslegers des Abbruchbaggers ergeben. Die Vorgehensweise bei der Lösung dieser Aufgabe orientiert sich an einem allgemeinen Schema für die Bearbeitung von Regelungsaufgaben.
Für die Modellierung des Systems wurde das tool Simscape benutzt. Die Möglichkeit der Kombination mit Simulink Funktionsblöcken eröffnet hier ein breites Spektrum von Varianten, Regelalgo-rithmen zu verwirklichen und zu testen. Ausgehend von den durch Simulationen gewonnenen Kentnissen wurde das ermittelte Reglergesetz anschließend durch ein Programm der Programmiersprache C umgesetzt.
Entwicklung eines Konzeptes zur Entscheidungsunterstützung bei geplanter Anlagen-Ersatzinvestition
(2022)
Anlagen-Ersatzinvestitionen spielen in produzierenden Unternehmen immer wieder eine wichtige Rolle, denn das wirtschaftliche Agieren ist eine der Hauptaufgaben eines Betriebes. Dazu gehört auch, dass die Prozesse im höchstmöglichen Grade störungsfrei ablaufen. Aus diesem Grund ist die regelmäßige Überprüfung der sich in Betrieb befindlichen Anlagen von Vorteil um rechtzeitig reagieren zu können, sollten sich Alternativen anbieten, die aus finanzieller und technischer Sicht geeigneter sind. Das in der hier vorliegenden Arbeit dargestellte Konzept zur Entscheidungsunterstützung bei geplanter Anlagen-Ersatzinvestition dient dazu, einen Leitfaden anzubieten, anhand dessen ein Entscheidungsprozess durchgeführt werden kann.
Dabei ist es möglich, zu einem beliebigen Zeitpunkt eine Anlage unter ganzheitlichen, d.h. sowohl monetären, als auch nicht monetären Gesichtspunkten, zu betrachten und zusätzlich mit einer Ersatzalternative zu vergleichen.
Die Umsetzung wird schrittweise erklärt und an einem Beispiel näher veranschaulicht. Darüber hinaus wurde im Zuge der Diplomarbeit ein Excel-Tool erarbeitet, welches als Vorlage für weitere Anwendungen genutzt werden kann.
Zusammen mit den erklärten Schritten der Analyse kann das Tool individuell angepasst oder erweitert werden.
Die vorgelegte Diplomarbeit befasst sich mit dem Einfluss geometrischer und technologischer Größen einer Welle-Nabe-Verbindung auf die Durchbiegung und die Spannungsverteilung von Wellen.
Dabei werden an FEM-Simulationsmodellen die individuellen Verformungen und Spannungen der Welle-Nabe-Verbindungen ermittelt und verschiedene Modellvarianten miteinander verglichen und ausgewertet. Dadurch können quantitative und qualitative Rückschlüsse auf beteiligte Einflussgrößen gezogen und deren technologische Bedeutung aufgezeigt werden.
Hintergrund dieser Diplomarbeit ist die zunehmende wirtschaftliche Notwendigkeit, die bestehenden Berechnungsverfahren zur Gestaltfestigkeit von Wellen zu optimieren. Dem geht die Zielsetzung voraus, die zukünftige Industrie aus ökonomischer und ökologischer Sicht zu optimieren und die Häufigkeit unvorhersehbarer Betriebsausfälle zu verringern.
Die vorgelegte Diplomarbeit befasst sich mit der Berechnung und Konstruktion eines Prüfstandes zur statischen Untersuchung von Welle-Nabe-Verbindungen.
Die Welle-Nabe-Verbindungen sollen mit Hilfe des Prüfstandes auf ihr Verformungs- beziehungsweise Steifigkeitsverhalten unter Torsion und Biegung untersucht werden können. Die in den Versuchen am Prüfstand gewonnenen Erkenntnisse sollen der Bewertung neuartiger Welle-Nabe-Verbindungen dienen.
Im Ergebnis der Arbeit steht die Auslegung und Konstruktion eines Prüfstands laut Aufgabenstellung. Auf dem Weg zur Erarbeitung der Lösung wurden verschiedene Lösungsansätze beschrieben und bewertet. Es erfolgte die Priorisierung einer wirtschaftlichen Lösung mit hoher Zielerfüllung. Alle notwendigen Berechnungen und Zeichnungen sind in der Arbeit enthalten. Wo es sinnvoll war, erfolgte einen Auswahl von in Frage kommenden Varianten
und Zukaufteilen. Ebenso schließt die Arbeit die relevanten Montage- und Bedienungshinweise ein.