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Mit fortschreitender Fahrzeugentwicklung steigen die Ansprüche der Kunden an den Automobilhersteller. Neben funktionellen sorgen auch optische Aspekte für den Wiedererkennungswert einer Fahrzeugmarke. Die Scharnierachsanlage nimmt Einfluss auf die Kinematik der Tür und damit auf die Fugenbreite und deren Verlauf. Die Verwendung des in Serie befindlichen Scharniers bedingt einen Unterschied in der Fugenbreite am Pfosten B von einem Millimeter gegenüber den Spalten an den Pfosten A und C. Mit dem Einsatz des in der vorliegenden Diplomarbeit entwickelten Scharniers kann die Pfosten B-Fuge auf das Maß der anderen beiden Fugen angeglichen werden ohne dabei ein Mehrgelenkscharnier zu verwenden.
Im Rahmen der Diplomarbeit waren Vorschläge zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit bei der Fertigung von Streckblasformen (aus AlMgSi1 Howa) zu erarbeiten, zu bewerten und teilweise durch experimentelle Untersuchungen zu begründen. Neben allgemeinen Verbesserungsvorschlägen sind Einsparungen in der Finishbearbeitung aufgedeckt worden und teilweise mit praktischen Versuchen hinterlegt. Zum einen wurden Versuche mit dem sogenannten Ultraschallglättungsverfahren durchgeführt. Dieses Verfahren hat eindeutig die Oberflächenrauheiten geglättet, zeichnete sich bisher durch schnelle Bearbeitungszeiten und in der Version mit einem Roboter mit geringem Investionskosten aus. Letzteres wurde in einer Wirtschaftlichkeitsanalyse nachgewiesen. Weiterhin wurden Untersuchungen zum Einfluss der Oberflächenrauheit auf die gefertigten PET-Flaschen durchgeführt (Einsparpotentiale). In der Diplomarbeit wurden auch die Einsatzgrenzen, Beispiele und Hinweise für zukünftige Vorgehensweisen dargelgt , die für weitere Untersuchungen berücksichtigt werden müssen.
An einer zweiachsigen Sattelzugmaschinen wurde untersucht, welche Unterschiede bei der Simulation des Vorbeifahrtgeräusches am Rollenprüfstand im Vergleich zur Beschleunigten Vorbeifahrt nach ISO 362 existieren. Verschiedene Bauzustände wurden jeweils nach der aktuellen Fassung 1999/101/EG und dem ACEA-Vorschlag zur ECE R 51 für zukünftige Messverfahren untersucht. Ausgewertet wurden gemittelte Schalldruckpegel und Pegelverläufe. Die Freifeldbedingungen des Rollenprüfstandes wurden mittels Rauschen und Sinustönen überprüft. Unter Berücksichtigung der Gegebenheiten vor Ort (kein Prüfstand nach Genauigkeitsklasse 1) kann das Abstandsgesetz mit einem Pegelabfall von 6dB(A) pro Entfernungsverdoppelung unter Berücksichtigung der zulässigen Toleranzen in praxi bestätigt werden. Bei den Fahrzeugmessungen wurde die Teilschallquelle Getriebe aus vorhandenen Messungen berechnet. Auf dem Rollenprüfstand spiegelt sich eine veränderte Umgebungstemperatur in den Pegelverläufen wieder, eine höhere Temperatur hat einen niedrigeren Pegel zur Folge. Da die Pegel bei den durchgeführten Messungen auf einem ähnlichen Niveau liegen, sind Korrekturen bei diesem Fahrzeugtyp nicht notwenidig. Die bestehenden Differenzen zur Beschleunigten Vorbeifahrt sollten durch weiterführende Untersuchungen genauer analysiert werden. Besondere Beachtung sollten die veränderten Hochlaufbedingungen gegenüber der Straße finden.
Das Thema der vorliegenden Diplomarbeit ist der Entwurf einer Kraftstoffanlage für ein zweisitziges Sportfahrzeug. Als Grundlage dient die Anforderungsliste, in der die Rahmenbedingungen festgelegt sind. Die Anlage wird unter Berücksichtigung der EG-Richtlinien ausgelgt, da das Zielfahrzeug für den europäischen Raum vorgsehen ist. Um einen Systemüberblick zu erhalten, wird im Vorfeld die gegenwärtige Sachlage analysiert und der Stand der Technik dargstellt. Anschließend erfolgt eine Package - Betrachtung, wonach der Bauraum für die Anlage festgelegt wird. Ausgehend davon werden verschiedene Konzeptvarianten ausgearbeitet und bewertet. Die gewählte Variante wird weiter verfeinert und alle funktionsrelevanten Komponenten in das System integriert. Von diesem Entwurf können die Einzelteilzeichnungen angefertigt und die Herstellung eines Prototypen eingeleitet werden.
Zur motorunabhängigen Speisung des Bordnetzes für mobile Anwendungen soll eine Kombination von Reformer und Brennstoffzelle in Form einer APU zur Anwendung kommen. Bei der Gemischbildung für die Reformierung des flüssigen Kraftstoffes kommt das Prinzip der Druckstoßeinspritzung zum Einsatz. Auf Basis von hydraulischen und optischen Versuchen sowie PDA-Messungen am Einspritzprüfstand wird ein numerischen Einspritzstrahlmodell mit Hilfe 1D und 3D Simulationstools entwickelt. Hierfür werden u.a. numerische Modelle für den Tropfenzerfall sowie Tropfenverteilungsmodelle angewandt. Nach der Kalibrierung des numerischen Einspritzstrahls werden Varianten der Reformergeometrien für die Gemischbildung vorgestellt, wobei eine erzwungene Luftbewegung gezielt die Erzeugung eines homogenen Gemisches unterstützt.
Diese Arbeit umfasst Untersuchungen im Bereich der Schwingungsübertragung, der Betriebsfestigkeit sowie der experimentellen Ermittlung von Federkennlinien einer Fahrzeugsachse auf einem servohydraulischen Prüfstand. Im Bereich der Schwingungsuntersuchungen wurden die Übertragungsfunktionen einzelner Fahrwerks- und Prüfstandskomponenten bestimmt sowie eine Analyse der Eigenschwingungen des Prüfstandsgestells durchgeführt. Neben der charakteristischen Eigenfrequenzen von Achse und Aufbau ergaben Messungen starke Resonanzspritzen im Prüfsgestell. Zur Optimierung des Gestells erfolgte eine zusätzliche Versteifung des Rahmens durch eine Diagonalstrebe. Weiterhin konnten signifikante Abweichungen im Übertragungsverhalten der Servohydraulik erkannt werden. Als Vorbetrachtung zur Betriebsfestigkeitsuntersuchung wurden die Ruhebelastungen der Fahrzeugachse unter voller Zuladung gemessen und mit Hilfe der Achsgeometrie und der statischen Radlast nachgerechnet. Die im Fahrbetrieb auftretenden dynamischen Belastungen wurden durch unterschiedliche Fahrbahnprofile realisiert und aufgezeichnet. Anschließend wurden sie nach Größe und Häufigkeit klassiert und zu Lastkollektiven zusammengefasst. Anhand der Betriebsfestigkeitsrechnung konnten für die untersuchten Bauteile (Ttaglenker und Federbeindomlagerabstützung) Lebensdaueraussagen getroffen werden.
Bei der Doppelkupplung im Parallelschaltgetriebe erfolgt die Befestigung des Ausrückers über ein Deckellager direkt an der Kupplung. In der vorliegenden Diplomarbeit wird das Deckellager auf seine Tauglichkeit für diese Verwendung untersucht. Dazu wird die Belastungssituation analysiert. Darauf aufbauend werden Versuche und die dazu notwendige Prüftechnik erstellt. Parallel werden Lebensdauerberechnungen durchgeführt. Die Berechnungs- und Versuchergebnisse zeigen, dass das Lagerkonzept trotz der schwierigen Einsatzbedingungen grundsätzlich realisierbar ist. Allerdings weist das aktuelle Deckellagerdesign diverse Schwachstellen auf. Diese liegen hauptsächlich in der Befestigungskonstruktion, der Steifigkeit und der Andichtung des Lagers. An Hand dieser Erkenntnisse wird ein neues Lagerdesign entworfen. Darin fließen auch rechnerisch ermittelte Vorschläge zur Optimierung der Lagergeometrie ein.
Mit dieser Arbeit werden am Beispiel einer Düsenkörperfertigung für Einspritzpumpen Wirtschaftlichkeitsverbesserungsansätze ermittelt. Dazu wurde der Verschleißzustand eingesetzter Werkzeuge analysiert und auf Korrelationen mit relevanten Werkstoffkenngrößen untersucht. Es wurden eindeutige Abhängigkeiten abrasiver Verschleißerscheinungen von der Härte nachgewiesen. An Hand von spanungstechnischen Untersuchungen wurden die Leistungspotenziale unterschiedlicher Schneidstoffe miteinander verglichen. Im Ergebnis dieser Untersuchungen und einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung konnten Vorschläge erarbeitet werden.
Die Untersuchung der Öldruckpulsationen in Kurbelwellenhauptlagern ist Inhalt dier Diplomarbeit. Zur Durchführung der Versuche wird ein Porsche 6-Zylinder-Saugmotor in Boxerbauweise mit unterschiedlichen Lagerbrücken aufgebaut. Die Untersuchungen von Öldruckpulsationen und Öldruckeinbrüchen von minimalen und maximalen Lagerspiel aus einer Aluminiumlagerbrücke mit Graugusseinlegeteil und einer Vollaluminiumlagerbrücke ist Hauptbestandteil dieser Arbeit. Alle Versuche werden unter realnen Betriebsbedingungen durchgeführt.
Inhalt dieser Arbeit ist der Entwurf und die Entwicklung eines Prüfstandes für Pkw-Handschaltbetätigungen. Damit ist es möglich, die äußere Schaltung eines Fahrzeuges komplett zu prüfen und zu messen. Die Entwicklung von Wirkmechanismen und der sich daraus ergebenden Baugruppen stehen im Vordergrund des Entwurfes. Der Prüfstand wird für kein spezifiziertes Modell entworfen. Den Abschluss der Arbeit bildet die Anfertigung eines Zeichnungsansatzes des Prüfstandes für die Fertigung und Montage.
Optische Vermessung und simulativer Vergleich einer kryogenen Wasserstoffeinblasung ins Saugrohr
(2004)
Im Zuge dieser Arbeit wurde die Darstellbarkeit der Kryogenen Wasserstoffeinblasung ins Saugrohr eines Verbrennungsmotors mit Hilfe des CFD-Tools FIRE v8 der Firma AVL untersucht. Zur Valdierung von Simulationsergebnisse wurde ein einfacher Modellversuch aufgebaut und die Einblasung von Wasserstoff in Luft visualisiert. Als optische Messmethoden kamen Schlieren- und PIV-Verfahren zum Einsatz. Im Verlauf der Arbeit konnte gezeigt werden, dass die qualitative Strahlausbreitung mit dem CFD-Tool FIRE v8 sehr gut abgebildet werden kann. Es war allerdings keine plausible Berechnung der sich einstellende Temperaturverteilung im Suagrohr möglich. Zur Verifizierung der Temperaturverteilung wurde ein Codevergleich mit dem CFD-Tool CFX von ANSYS durchgeführt. Im Rahmen dieser Arbeit konnten zudem bei kryogener Wasserstoffeinblasung ins Saugrohr auftretende Vereisungseffekte nachgewiesen werden.
Das Laserstrahlschweißen in der Automobilindustrie ist seit nunmehr einem Jahrzehnt als etablierte Fügetechnik aus der industriellen Fertigung nicht mehr wegzudenken. Die Verbindung der CO2-Laserquelle mit hoher Strahlqualität und einer Scannerbox führt zu den Grundkomponenten des Remote-Laserstrahlschweißens. Für dieses Fertigungsverfahren ist eine Optimierung der Schweißparameter für die Anwendung in der neuen BMW 3er-Reihe vorzunehmen. Das Remote-Laserstrahlschweißen stellt dabei eine Substitution des Widerstandspunktschweißen dar und erfordert eine vergleichende Festigkeitsprüfung. Um die Qualitätssicherung während der laufenden Serienfertigung zu verbessern, wird eine Online-Prozessdiadnostik der Fa. Plasmo in das Anlagenkonzept implementiert und für die anlaufende Serie ertüchtigt. Abschließend wird ein Vorschlag für eine Veränderung der bestehenden Qualitätsrichtlinie auf der Basis der durchgeführten Grenzmusteruntersuchungen gegeben. Weiterhin wird die Leistungsfähigkeit der bereitgestellten Online-Prozessdiagnostik in einer Übersicht dargestellt.
Es wurden bestehende und zukünftige Diagnosemethoden für common Rail Systeme untersucht. Interessant war dabei vor allem, inwieweit sich neue On-Board-Verfahren zur Detektion von Fehlern eignen, deren verursachende Hardwarekomponente nicht bekannt ist. Ziel war es die untersuchten On-Board-Diagnoseverfahren auf ihre Eignung als Eingangsuntersuchung im Rahmen eines geführten Fehlersuchplans hier zu untersuchen.
Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit experimentellen Untersuchungen zur Erprobung von Seegras als Ionenaustauschmaterial. Zur Ermittlung der Ionenaustauschkapazität erfolgten zuerst Testreihen im Gleichgewichtverfahren (diskontinuierliche Beladung), wobei wichtige physikalische und chemische Kenngrößen wie Kontaktzeit, Konzentration und Konfektionierung des Austauschmaterials untersucht wurden. Im Weiteren folgten die Versuchsreihen im Perkolationsverfahren (kontinuierliche Beladung), bei der das Durchbruchverhalten des Austauschers durch die Variation der verfahrenstechnischen Parameter (Volumenstrom) ermittelt wurde. Durch die Maßstabsübertragung auf die Halb- und Kleintechnische Anlage konnten Erkenntnisse für den technischen Einsatz gewonnen werden. Weiterhin erfolgten Vergleichsversuche mit bereits funktionellen Lignocellulos-Austauschern unter Anwendung von Modell- und Realwässer (SVZ- und VW- Abwässer). In Anbetracht des Naturzustandes des Austauschers Seegras sind vergleichsweise gute Beladungskapazitäten erreicht worden. Die durch die Versuchsverfahren erlangten Erkenntnisse bilden eine Grundlage für weitere Untersuchungen hinsichtlich der Optimierung dieses Austauschers. Eine mögliche Variante diesbezüglich könnte eine Verbesserung der Konfektierungsform (z.B. Seegrasfaser als Gewebe) darstellen.
Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit den Abläufen zur virtuellen Absicherung von Neuanläufen in einem Fahrzeugwerk. Im konkreten Fall wird die Technologie Montage das BMW Werkes Leipzig betrachtet. Im Fokus der Untersuchung stehen die Schnittstellen und die Aufgabenverteilung der Bereiche Prozessplanung, Methodik, Geometrische Simulation und der 3D-Fabrikplanung im virtuellen Absicherungsprozess. Neue Werkzeuge zur Visualisierung, Strukturierung und Analyse von Bauteilen, Bauräumen und Ergonomieproblemen werden untersucht und deren Nutzen für die einzelnen Bereiche aufgezeigt. Es erfolgt die Beschreibung bestehender Prozesse, und wo angebracht wird deren Optimierungspotential dargestellt. Neue Prozessbeschreibungen finden sich vor allem zur virtuellen Absicherung von Maßnahmen, die nach dem Serienstart eines neuen Fahrzeug erfolgen. Des Weiteren wird der Ablauf zur Durchführung standardmäßiger virtuelles Absicherungsevents untersucht und dazu optimierte Prozesse dargestellt.
In der vorliegenden Arbeit wird eine Ladungsbewegungsschaltung für ein VRG-Motor mit Benzindirekteinspritzung ausgelegt. Ausgehend von einem aufgestelltewn Entwicklungsprozess werden zunächst die Einflussgrößen an der Schaltung analysiert und ermittelt. Nachfolgend werden zwei Konzepte bewertet und ein Konzept der beiden als Kunststoffschaltelement ausgelegt. Die in der Arbeit enthaltene Systematik zur Systemauslegung kann für weitere Entwicklungen an Schaltsystemen genutzt werden.
Im Rahmen der Diplomarbeit wird ein Dachrahmen vorne unten unter CATIA V5 parametrisch assoziativ konstruiert. Die prinzipielle Vorgehensweise bei der Konstruktion von Rohbauteilen wird anhand dieses Bauteiles beschrieben und die auf das Bauteil einwirkenden Einflussfaktoren werden dargestellt. Weiterhin wird die Methodik des parametrisch assoziativen Konstruierens erläutert. Abschließend wird die Konstruktionsmethodik unter CATIA V5 der unter CATIA V4 gegenübergestellt.
Die wirtschaftliche und vor allem sichere Auslegung von Bauteilen spielt in der Herstellung eine große Rolle. Um diese zu gewährleisten werden die Bauteile auf ihre Lebensdauer hin berechnet. Hierfür gibt es spezielle Software. Eines dieser Programme ist FEMFAT. Das Modul FEMFAT SPOT dient dabei speziell der Bewertung von punktgefügten Bauteilen. Die Lebensdauer kann mit zwei verschiedenen Methoden ermittelt werden. Es wird zwischen dem kraftbasierten und dem spannungsbasierten Konzept unterschieden. Beim kraftbasierten Konzept erfolgt die Berechnung auf Basis von Schnittkräften und Momenten am Balkenelement. Diesed simuliert die Schweißverbindung. Beim spannungsbasierten Konzept wird die Lebensdauer anhand von Strukturspannungen an Schalenelementen ermittelt. Mit dieser Diplomarbeit werden die beiden Berechnungsmethoden anhand von geschweißten Proben verifiziert und verbessert. Es werden dabei unter anderem für die FEMFAT- Datenbank Spannungsverhältnisse aus der kritischen Spannung und dem zugehörigen Spannungswert der Gegenseite für unterschiedliche Belastungswinkel am Modell einer Napfprobe gebildet. Für die kraftbasierte Methode werden dafür Knotenspannungen mit analytischen Gleichungen berechnet. Für die spannungsbasierte Methode werden Elementspannungen verwendet, die mit Hilfe das FE-Programms NASTRAN ermittelt werden. Mit der neuen Spot-Datenbank wird die Lebensdauer der Napfprobe ermittelt und es werden die Berechnungsdaten überprüft. Die daraus neu gewonnenen Erkenntnisse werden zum Schluss an konkreten Bauteilen aus der Praxis getestet.
In der vorliegenden Arbeit werden Ansätze zur Steigerung des Komforts einer angetriebenen Schräglenkerachse und einer Differenziallagerung entwickelt und bewertet. Aufbauend auf der Analyse des Serienstandes werden Zielwerte, wie Längs- und Quersteifigkeit der Achse, definiert und Einflussmöglichkeiten in Geometrie sowie Lagerungskonzept aufgezeigt. Um eine Komfortsteigerung zu erreichen, bietet das bestehende Achskonzept ausreichendes Potetial und kann weiterentwickelt werden. Statt der einfach-elastischen Differentiallagerung wird eine doppelt-elastische Lagerung mit Hilfsrahmen untersucht, da sie größeres Potential erkennen lässt. Durch die Simulation werden das zu erwartende Schwingungs- und Fahrverhalten quatifiziert und der Einfluss der möglichen Parameter bestimmt. Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeit ist die Realisierung eines Versuchsfahrzeuges. Auf dessen Basis können einerseits die erreichten Komfortverbesserungen nachgewiesen und andererseits Erkenntnisse gewonnen werden, auf deren Grundlage die nächsten Entwicklungsschritte zu planen sind.